Комплексное воздействие на структуру медно-никелевых сплавов с целью улучшения качества литых заготовок

• Автор: Лащенко, Дмитрий Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Состояние вопроса

1.1. Свойства и область применения медноникелевых сплавов

1.2. Проблемы получения качественных литых заготовок из модно никелевых сплавов при полунепрерывном литье.

1.2.1. Образование газовой пористости в отливках

1.2.2. Причины образования трещин в отливках.

Задачи исследования

2. Методики исследования

2.1. Оборудование и материалы, использованные в работе

2.2. Методика обработки статистических данных

2.3. Методы экспериментальных исследований
2.3.1. Определение температурного поля в кристаллизующемся слитке
2.3.2. Металлографическое исследование микроструктуры литых и прессованных заготовок
2.3.3. Исследование качества слитка
3. Анализ существующих технологических режимов
3.1. Исследование теплообмена слитка сплава МНЖ51 с кристаллизатором при полунепрерывном литье по
су шествую ще й те х но л О ГИ
3.2. Влияние технологических параметров на глубину лунки при полунепрерывном литье сплава МНЖ5
3.3. Выводы к третьей главе
4. Модифицирование медноникелевых сплавов
4.1. Терминология и классификация
4.2. Анализ процессов упрочнения металлов на разных уровнях . структуры
4.3. Обоснование выбора модификаторов
4.4. Влияние модифицирования на структуру изучаемых сплавов системы i
5. Исследование влияния флюсов на качество литых заготовок из
медноникелевых сплавов
5.1. Подбор состава флюса в кристаллизаторе при разливке модно никелевых сплавов
5.2 Подбор покровного материала в печи при разливке медно
никелевых сплавов
5.3 Расчет расхода покровной смеси в печи
5.4. Выводы к пятой главе
6. Промышленное опробование технологии модифицирования
медноникелевых сплавов
6.1. Модифицирование сплава МНЖМц11
6.2. Модифицирование сплава МНЖ51
6.3. Выводы к шестой главе
Выводы по работе
Список использованных источников


Это свойство медно-никелевых сплавов, применяемых главным образом для изготовления труб для конденсаторов и теплообменных аппаратов, особенно важно, так как аммиак часто присутствует в загрязненной воде. Медно-никелевые сплавы подвержены только поверхностной коррозии. Сухие газы (галогены) и углекислый газ при комнатной температу ре на медно-никелевые сплавы практически не действуют, но с повышением температуры и влажности скорость коррозии их заметно увеличивается. В органических кислотах и щелочах медно-никелевые сплавы корродируют незначительно, но более интенсивно в минеральных кислотах, особенно в азотной кислоте и кислых солях. В расплавленных металлах (олово, свинец, цинк, алюминий) медно-никелевые сплавы легко разрушаются. Для улучшения свойств бинарные медно-никелевые сплавы легируют алюминием, железом, марганцем, оловом, цинком, а также бериллием, титаном, хромом, цирконием и другими элементами. Железо в медно-никелевых сплавах повышает стойкость против эрозии и ударной коррозии. В деформированных сплавах системы Си-М содержание железа не превышает 2%. Вместе с железом в сплавы часто вводят не более 2% Мп в качестве раекпелптеля и дссульфуризатора. Марганец также улучшает механические, технологические свойства, повышает жаростойкость медно-никелевых сплавов [1,2]. В табл. ГОСТ [3]. Благодаря своим высоким механическим и эксплуатационным свойствам медно-никелевые сплавы пользуются высоким спросом, как в России, так и за рубежом. Механические свойства для мягкого и твердого состояния медно-никелевых сплавов приведены в табл. Основные физические свойства отечественных медно-никелевых сплавов приведены в табл. Известно, что весьма вредными примесями в литых сплавах являются тс, которые выделяются (одни или в сочетании с другими элементами) с образованием газовой фазы. Газовая пористость может быть результатом образования такого простого двухатомного газа, как 2 или более сложных, как СО, Н или Б. Хотя содержание водорода в воздухе ничтожно, в жидких металлах этот газ составляет основную долю растворенных газов. Наимено- вание сплава Химический состав. N Г/К 5-1 1,0- 1,4 0,3- 0. Ост. МНЖМц -1-1 0,5- 1,0 0. Ост. МНЦ - - . Ост. МНЖМц -1-1 1,0- 2. Осг. МНЦ - - - Осг. МНЦ - т т Ост. N5 - - • ,0- . Ост. МН - - т ,3- ,3 Осг. Шд с ^ и М •. МН 0 0 0 0 2. С2 п п о 0 1 о о 7. С о г-« о г; С Температура плавления (ликвидус), °С 8 о О П « ьЧ 2 5 = о 5 5 г = с- = ±5 С. Н с. Удельная теплоемкость, Дж/кг-К ? ЙО Я Г ^ ^ П /. МИЖ 5-1 8. МНЖМ -1-1 8. МНЦ - 8. МНЖМцКМ-1 8. МНЦ - 8. МНЦ - 8. МН 8. Б . МИ 8. Водород является наиболее распространенным элементом, образующим газовые включения. Он растворяется с выделением тепла в большинстве металлов (за исключением титана, циркония и ниобия). Растворимость его в металлах уменьшается с понижением температуры, причем наблюдается резкий скачок, который соответствует процессу затвердевания. Легкоплавкие металлы практически не растворяют водород. Растворение водорода в ряду от магния до железа включительно сопровождается поглощением теплоты, поэтому повышение температуры вызывает увеличение содержания в растворе, а снижение температуры -его уменьшение. В связи с этим в данных металлах при охлаждении и кристаллизации возможно образование газовой пористости, если расплав содержит большое количество водорода. В титане и ванадии растворение водорода является экзотермическим процессом, растворимость растет с понижением температуры, и образование водородной пористости невозможно. Растворимость водорода при Р„г = 5 Па в металлах указана в табл. Взаимодействие жидких сплавов с водородом определяется их составом. Введение в силав компонентов, способных значительно растворять водород, повышает растворимость этого газа в расплаве. Так действуют никель в сталях и медных сплавах, магний в алюминиевых сплавах [4]. Растворимость водорода в металлах. Твердый 0. Жидкий ! II - водород, растворенный в жидком металле. К[ и К'5 - константы, а %//: и %//5 - содержание (в вес. Количество растворенного водорода пропорционально корню квадратному из парциального давления водорода над расплавом.