Повышение свойств отливок из чугунов специального назначения путем рафинирования и модифицирования их расплавов

• Автор: Шевченко, Андрей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 165 с. : ил.

1.1. Методы повышения механических, технологических

и служебных свойств белых чугунов

1.1.1. Технологические методы

1.1.2. Легирование.

1.1.3. Рафинирование и раскисление.

1.1.4. Модифицирование.

1.2. Анализ способов модифицирования.

1.3. Теоретические основы примесного модифицирования.

1.4. Практика рафинирования и модифицирования

1.4.1. Раскисляющая способность модификаторов

1.4.1.1. Щелочноземельные металлы

1.4.1.1.1. Способы введения ЩЗМ в жидкий расплав
1.4.1.2. Редкоземельные металлы .
1.4.2. Модифицирующая способность модификаторов
1.4.2.1. Щелочноземельные металлы
1.4.2.2. Борсодержащие добавки.
1.4.2.3. Редкоземельные металлы
1.5. Пути повышения эффективности модифицирования
1.6. Влияние модификаторов на литейные свойства
1.7. Цели и задачи работы
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА.
ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ
2.1. Шихтовые материалы и выплавка сплавов.
2.2. Определение износостойкости, жаростойкости, механических
и литейных свойств, металлографические исследования
2.3. Методики построения математических моделей определение
коэффициентов влияния модифицирующих добавок
ГЛАВА 3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ
МОДИФИКАТОРОВ
3.1. Выбор эффективного модифицирующего комплекса.
3.2. Обоснование выбора элементов раскислителей и модификаторов для рафинирующемодифицирующих комплексов
3.3. Термодинамический анализ влияния выбранных элементов
на активность кислорода, серы и азота в расплавах КЛБЧ
ГЛАВА 4. ПОВЫШЕНИЕ СВОЙСТВ КОМПЛЕКСНО
ЛЕГИРОВАННЫХ БЕЛЫХ ЧУГУНОВ ПУТЕМ ОБРАБОТКИ ИХ РАСПЛАВОВ АКТИВНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ.
4.1. Исследование влияния модифицирования на кристаллизацию белых чугунов.
4.2. Разработка технологических параметров ввода рафинирующе модифицирующих добавок.
4.3. Повышение свойств комплекснолегированных
белых чугунов
4.3.1. Повышение свойств комплекснолегированных белых чугунов за счет обработки их расплавов кальцийстронциевым карбонатом.
4.3.2. Повышение свойств комплекснолегированных белых чугунов за счет обработки их расплавов ферробором марки ФВ.
4.3.3. Повышение свойств комплекснолегированных белых чугунов за счет обработки их расплавов силикокальцием марки СК.
4.3.4. Повышение свойств комплекснолегированных белых чугунов за счет обработки их расплавов лигатурой БФТ
4.4. Комплексное модифицирование.
4.4.1. Выбор материалов для рафинирующемодифицирующего
комплекса.
4.5. Исследование влияния термовременной обработки на
свойства чугуна ИЧХН2
Выводы.
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, ЛИТЕЙНЫХ,
МЕХАНИЧЕСКИХ И СПЕЦИАЛЬНЫХ СВОЙСТВ
ЧУГУНОВ ПОСЛЕ КОМПЛЕКСНОГ О ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ИХ РАСПЛАВЫ. ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННОЕ ОПРОБОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
5.1. Совместное влияние термовременной обработки
и примесного модифицирования.
5.2. Исследование литейных свойств чугунов после комплексной обработки их расплавов
5.3. Опытнопромышленное опробование результатов работы
Общие выводы.
Библиографический список.
Приложение.
ВВЕДЕНИЕ


При выплавке хромистых чугунов расплав загрязняется пленами типа РеСг4, поэтому его необходимо раскислять. Наиболее полное раскисление достигается присадкой, на дно ковша алюминия в расчете ОД1,0 кг на тонну расплава или лигатуры ФЦМ6, которая способствует адсорбированию плен Сгз включениями сульфидов сложного состава и оксидами церия и магния с переводом их в шлак. Помогает избежать попадания плен в отливки установка в литниковойсистеме. Раскисление ферросилицием и ферротитаном приводит к загрязнению жидкого чугунасиликатами сложного состава карбонитридамй и карбосульфонитридами титана, что подтверждается даннымирентгеноспектрального локального анализа. При раскисление ферротитаном, содержащим до АЛ и 7 , образуются также плохо удаляющиеся. В общем случае технологические методы достаточно разработаны, и не представляется возможным существенное повышение свойств за счет совершенствования этих методов. Легирование является одним из методов управления процессами образования структуры и формирования свойств чугуна. Оно позволяет измельчать первичные структурные составляющие, получать однородную микроструктуру продуктов распада переохлажденного аустенита, заданные механические и специальные свойства . Мп, РЛ, 6, Си и др . В легированных чугунах проявляется особая. В общем случае отливки из легированных чугунов отличаются большой склонностью к образованию различных литейных дефектов. Многие из них связаны с наличием газов, особенно водорода. Поэтому одним из главных условий осуществления процесса легирования чугунов являются гарантии получения отливок без литейных дефектов , . Легирующие элементы оказывают влияние на структуру и свойства чугуна в результате сложных физикохимических процессов, протекающих в жидком, затвердевающем и тврдом егосостоянии. Образование структуры промышленных легированных чугунов происходит в условиях, отличающихся, от равновесных. Фазовый состав и особенно микроструктура легированных чугунов являются функцией многих переменных способа получения сплава, степени перегрева расплава, условий заливки и охлаждения в форме и типа формы и др. При легирован и и. Бесспорным является то, что применение легирования оказывает положительное влияние на структуру и свойства сплавов, однако необходимо учитывать стоимость легирующих элементов, что в большинстве случаев влечет удорожание сплава и сопровождается сложными исследованиями, которые. Поэтому в определенных случаях применение легирующих элементов может оказаться экономически не целесообразным. Даже в небольших количествах, вредные примеси, отрицательно влияют на свойства чугуна. Раскислением называется процесс удаления из чугуна растворенного кислорода,, которое может проводиться путем добавки элемента, взаимодействующего с кислородом с образованием оксида, обладающего большой устойчивостью и более низкой растворимостью в железе, чем оксид железа ,. Приокислительном рафинировании по мерс снижения в металле концентраций, примесей с большим сродством к кислороду, чем железо, содержание кислорода в чугуне1 возрастает. Углерод окисляетсяпозже других элементов и его. При кристаллизации, растворимость кислорода в твердых фазах понижается и после окончаниязатвердеванияотливки количество выделяющейся оксидной фазы особенно велико. Оксиды располагаются преимущественно на границах зерен металла и ослабляют связь между ними Поэтому повышенная окисленность чугуна вызывает ухудшение его механических и специальных свойств. При выпуске из печи И разливке чугун дополнительно окисляется, так как здесь металл освобождается изпод шлакового покрова и непосредственно соприкасается с кислородом воздуха. Вот почему плавка легированного чугуна в любом агрегате завершается раскислением, т. Это осуществляется при помощи химических элементов, обладающим большим сродством к кислороду, чем железо и легирующие элементы, являющиеся активными к кислороду и другим газам. Для полного успокоения расплава прекращения кипения они должны к тому же иметь более высокое сродство к кислороду, чем углерод при данной его концентрации в металле.