Исследование и разработка теоретических и технологических основ совершенствования процессов рафинирования и модифицирования литейных расплавов

• Автор: Кимстач, Геннадий Михайлович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1993
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 258 с. : ил.

РЫБИНСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
На правах рукописи
КИМСТАЧ Геннадий Михайлович У
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАФИНИРОВАНИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЛИТЕЙНЫХ РАСПЛАВОВ
Специальность 05.16.04 - Литейное производство.
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук
3 67'-'
; !СН-' ;
! Г'"5-' "... У)
Рыбинск 1993

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И. ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА СФЕР0ИДИЗИРУЮЩЕГ0 МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА
3.1. Исследование микрораспределения магния в структуре модифицированного чугуна
3.2. Анализ межатомного взаимодействия в модифицированном расплаве
3.3. Экспериментальное исследование механизма сфероиди-зации графита в ЧШГ
3.4. Анализ термодинамической стабильности алмаза
3.5. Анализ структуры ft-C-pаеплавов и общих закономерностей структурообразования при их кристаллизации
3;5.1. Карбин в системе Fe~C
3.5.2. Анализ природа цементита
3.5.3. Образование кристаллов алмаза в системе
3.6. Особенности графитизации белого чугуна, модифицированного магнием
3.7. Обсуждение результатов

4. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМ. ГРАФИТМЗМРУЮДЕГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА
4.1. Выводы
о. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМ МОДИФИЦИРОВАНИЯ
AC -Si- СПЛАВОВ ."
5.1. Экспериментальные исследования

5.2. Обсуждение результатов
5.3. Выводы
6. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА КОМБИНИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ РАФИНИРОВАНИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ РАСПЛАВОВ
6.1. Состояние неметаллических примесей в алюминиевых расплавах
6.2. Комбинированное рафинирование и модифицирование алюминиевых расплавов
6.3. Особенности рафинирования алюминиевых сплавов гексахлорэтаном
6.4. Исследование влияния неметаллических загрязнений на некоторые свойства алюминиевых сплавов и на процесс взаимодействия алюминиевых расплавов с
внешней средой
6.5. Выводы
7. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ
7.1. Исследование и разработка технологического процесса производства рафинированных вторичных алюминиевых сплавов
7.1.1. Технология плавки стружки в индукционных печах
7.1.2. Исследование технологии приготовления рафинированных вторичных алюминиевых сплавов
7.1.3. Исследование качества автомобильных отливок из сплава АЛ4 с различными добавками рафинированного вторичного сплава
7.2. Улучшение технологии индукционной плавки литейных сплавов

из-за пониженной подвижности атомов в модифицированном сплаве уменьшается скорость обмена атомами между зародышами и расплавом - уменьшение скорости диффузии обусловливает равномерный приток атомов углерода к кристаллизующемуся зародышу со всех сторон, что, как показано [60,61] , способствует образованию компактных кристаллов углерода.
С увеличением переохлаждения, естественно, критический размер зародышей уменьшается и, следовательно, возрастает вероятность их возникновения, а скорость диффузии атомов углерода становится меньше и все это благоприятствует сфероидизации выделений углерода. Однако практика показывает, что переохлаждение само по себе не является решающим условием сферолитной кристаллизации углерода. Действительно, шаровидный графит получается как в тех случаях, когда эвтектическое превращение протекает в условиях максимального переохлаждения, так и в случаях инициирования графитизации, например, введением ферросилиция в расплав, что приводит к уменьшению переохлаждения. Но он получается и в результате отжига отливок из белого модифицированного чугуна, кривые охлаждения которого практически идентичны кривым охлаждения обычного белого чугуна. Другими словами, графит в модифицированных чугунах сфероидизируется независимо от того, при какой температуре или на каком этапе графитизации (первичная кристаллизация или отжиг) он выделился из расплава. Как видно, переохлаждение здесь определяет лишь время выделения основной массы углерода из раствора, но'не возможность его кристаллизации в той или иной форме. Сфероидизацию же графита, по-видимому, следует отнести за счет изменившихся энергетических и кинетических условий его кристаллизации, обусловленных изменением объемных свойств модифицированного расплава.