Особенности процесса графитизации чугуна с компактным графитом в зависимости от исходных параметров расплава

• Автор: Балинский, Станислав Вацлович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 125 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Содержание
Введение

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Условия и гипотезы сфероидизации графита.

1.2. Влияние различных факторов на формы графита в чугуне

1.3. Взаимосвязь твердого и жидкого состоянии чугуна.

Выводы и задачи исследования.

2. ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ КОМПОНЕНТОВ МОДИФИКАТОРОВ И РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ШИХТЫ НА СФЕРОИДИЗАЦИЮ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧУГУНА

2.1. Методика проведения опытных плавок

2.2. Воздействие поверхностноактивных элементов на графитизацию

2.2.1. Модифицирование чугуна магнийсодержащими лигатурами.
2.2.2. Модифицирование чугуна федримД.
2.3. Влияние шихты на структуру и свойства чугуна
2.4. Влияние марганца и олова
2.5. Анализ переходных форм графита
Выводы.
3. ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАСПЛАВА ЧУГУНА
3.1. Методики исследования свойств расплава чугуна.
3.2. Временные зависимости поверхностного натяжения и плотности жидких высокоуглеродистых расплавов
3.3. Политермы кинематической вязкости.
3.4. Определение критической температуры.
Выводы.
4. ВЫСОКОСКОРОСТНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ РАСПЛАВА
4.1. Методы высокоскоростного охлаждения.
4.2. Установка высокоскоростного охлаждения расплава чугуна ВОРЧ.
4.2.1. Конструкция и принцип действия установки
4.2.2. Технология работы с установкой ВОРЧ и методика испытаний .
4.3. Характер изменения графитных включений и металлической матрицы
при увеличении степени перегрева
Выводы.
5. ТЕРМОВРЕМЕННАЯ ОБРАБОТКА ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОГО РАСПЛАВА
5.1. Методика исследования
5.2. Влияние ТВО на структуру и свойства чугуна
5.3. Технология ТВО при получении отливок из чугуна повышенной
прочности
Выводы.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Не оказались состоятельными гипотезы по распаду пересыщенного раствора ау-стенита (Виттмозер, А. Де-Си), очистки чугуна от кислорода, серы и других элементов, разложению силицидов (И. С. Григорьев, Е. И. Пивоварский). По гипотезе К. П. Бунина и сотрудников равномерная диффузия вакансий к графиту, графит занимает образующую из вакансий полость и приобретает ее форму. Опубликовано много работ за и против этой теории, но отрицание этой теории не означает отрицание значимости самодиффузии железа. По теории [3,4,5,6] увеличение поверхностного натяжения должно приводить к получению шаровидных форм, характеризующихся минимальной поверхностной энергией. И эта теория не все объясняет, не учитывает внутреннее строение 1рафита. Но и здесь возникают вопросы - почему в данном случае образуется пластинчатый графит (ПГ), а в другом - шаровидный, а не цилиндрический, и так далее. Сторонники этих представлений не всегда разъясняют значимость других явлений в формировании графита. Гипотеза образования шаровидного графита Н. Шаровидный графит (ШГ) кристаллизуется в том случае, если чугун очищен от поверхностно-активных серы и кислорода и таких, как мышьяк, висмут и другие, но в чугуне присутствуют магний, церий, иттрий и др. Модифицирование сводится к частичному рафинированию чугуна и вводу элементов, которые связывают оставшееся количество поверхностноактивных элементов и не дают им возможность адсорбироваться на границе раздела графит-расплав. Модифицированный чугун не должен долго выдерживаться в ковше во избежания угара модифицирующих элементов. Для предотвращения отбела необходимо проводить графитизирующее модифицирование. Из других теорий следует упомянуть синергетическую модель графити-зации чугуна [9,]. По ней процесс графитизации носит статический характер и может быть описан только вероятностной моделью. Кристаллизация рассматривается как сложная самоорганизирующая система. Интересна последняя работа A. A. Жукова []. По теории A. A. Горшкова [], магний, испаряясь, образует мелкие пузырьки, внутри которых выделяется графит в виде шариков. Позже теорию отвергли по многим доводам (рост графита в белом чугуне, форма срезов вермикулярного графита и пр. Итак, до полной ясности по этому вопросу еще далеко. По вопросам поверхностной энергии обстановка яснее - оказалось, что не только абсолютное значение поверхностного натяжения а на открытых границах жидкой и твердой фаз, сколько разность на пинакоидной (базисной) и призматической гранях кристаллической решеткой графита в контакте с расплавом (или с аустенитной оболочкой). Переход от кристаллизации пластинчатого графита к росту' шаровидного происходит из-за смены знака Да, в результате чего растущий глобуль отгораживает своими базисными гранями окружающий расплав (или аустенит) от прямого контакта с призматическими гранями. Не решена проблема фуллеровой природы сфероидизации графита, поднятой А. П. Любченко []. Хотя установлено, что бакибол Сбо не может служить центром кристаллизации глобуля, X. Итофудзи [] обнаружил сильное обогащение магнием внешней границы «глобуль-металл», что подтверждает данные []. Однако он (видимо ошибочно), считал, что магний присутствует в парообразном состоянии во время роста глобуля. В действительности этот легкий элемент, несомненно, находится и здесь в связанном состоянии. Глобуль графита растет не поатомно, а послойно. При этом большая часть магния «высвобождается» из него и формируется новый активированный слой. Процесс продолжается цикл за циклом, и поэтому его можно считать каталиче-ским. Слоистое строение графита в ЧШГ описано многими исследователями []. Непосредственно с теориями образования шаровидного графита связан процесс модифицирования. Вопросы термодинамических свойств жидких чугунов и термодинамики их рафинирования подробно рассмотрены в работе []. Рост сферолитов, главным образом, диффузионный, через аустенитную оболочку, идет с гораздо меньшей скоростью - 0,. Более низкая скорость роста шаровидного графита приводит к меньшему выделению теплоты кристаллизации, что отражено на рис. Рис.