Разработка комплексной технологии получения отливок из чугуна с повышенной эксплуатационной стойкостью

• Автор: Дробышев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 171 с.

Выплавка чугуна для заготовок валков с термовременной

последующих стадиях его обработки, в частности, после переплава 7, , . В работах 0 показано, что после переплава свойства силуминов, подвергнутых ТВО по оптимальным режимам, повышаются в среднем у доэвтектического 7 i герметичность на ,9, прочность ств на 4,3, пластичность 8 на 4. Ъ на 4. ТВО обнаруживает свое влияние не только на цветные металлы и сплавы, но и на черные сплавы, в том числе и на чугуны . Так ТВО расплава повышает износостойкость белых чугунов различной степени легированности в среднем в 1,5 раза, измельчает зерно и дисперсность специальных карбидов. Высокотемпературные выдержки расплавов белых хромистых чугунов влияют на поверхностное натяжение, изменяя его значения при нагреве и охлаждении, с появлением гистерезиса на политермических кривых . Одним из наиболее простых и довольно эффективных способов воздействия на жидкий расплав, как считают авторы работы , является выдержка при высокой температуре, которая приводит к стабилизации свойств расплава и при одинаковых условиях затвердевания вызывает в последствии стабилизацию механических характеристик огливок.


И. Данилова с сотрудниками перегрев при ТВО металлов и сплавов сильно влияет на микроструктуру и механические свойства отливок. Авторы данной работы это явление связывают с увеличением переохлаждения при кристаллизации. Согласно работе модифицированную структуру силуминов можно получить и без введения в него модификаторов, а только посредством одной температурной обработки. При этом для каждого сплава необходимо подбирать свой режим температурной обработки в жидком состоянии. Влияние ТВО было обнаружено на сплаве АК7, полученного из вторичного сырья . Опыты показали, что перегрев данного сплава до С, а затем охлаждение его до 0 С перед заливкой в металлическую форму приводит к значительному снижению газовой пористости в отливках, измельчению зерна, повышению механических свойств на . Для силуминов, согласно различным исследованиям , структурные перестройки происходят при 0 С в зависимости от состава. Опыты показали , что температура разрушения метастабильной микронеоднородности зависит не только от содержания основных компонентов, но также от концентрации в расплавах примесей. В большинстве случаев с повышением чистоты расплава по примесям температура начала перестройки структуры повышается. Как правило, критические температуры ТВО определяют исследованием структурночувствительных характеристик расплава по политермам вязкости, поверхностного натяжения, плотности, электросопротивления. Б.Л. Баум, изучая гистерезис вязкости и других структурночувствительных свойств расплавов, делает заключение о длительном сохранении в расплавах различных отклонений от равновесия . Для ряда сплавов оказалась справедливой закономерность чем выше степень равновесности расплава перед кристаллизацией, тем лучшие показатели качества имеет твердый металл. Напротив, более микронеоднородный неравновесный расплав порождает наиболее дефектные кристаллы в структуре сплава. Вначале гистерезис физических свойств многие авторы связывали с необратимым изменением при перегреве содержания неметаллических включений, газов и других примесей. Однако специальные исследования показали, что явление гистерезиса не связано с возможным незначительным изменением химсостава и присутствием в сплавах газов и примесей. Многолетние исследования поведения многих параметров при перегреве над ликвидусом привело к заключению, что в явлениях наследственное ги и гистерезиса газы, примеси и химсостав играют второстепенную роль, а определяющим фактором является именно необратимые изменения структуры расплавов. Температурный интервал структурных перестроек в расплаве нередко оказывается значительным , . Обычно чем ниже температура максимального нагрева, тем большая выдержка должна ей соответствовать. Одним из возможных объяснений обнаруженного факта измельчения зерна и повышения механических свойств сплавов при ГВО может быть так называемый эффект раннего модифицирования . При ГВО алюминиевокремниевого расплава обеспечивается достаточно хорошее удаление водорода, расплав очищается от оксидов, нитридов и других примесей, что сопровождается увеличением его переохлаждения и измельчением зерна в отливках. Большинство исследователей считает, что влияние ТВО на структуру и свойства отливок обусловлено структурными превращениями полиморфизмом в расплавах . В этих работах указывается на существенную перестройку структуры жидких алюминиевых расплавов при изменении температуры от 0 до С. Полиморфные превращения в жидком алюминии и его сплавах приводят к образованию в них нескольких типов структур, каждой из которых соответствует своя температурная область. Механизм структурных превращений в жидких металлах и сплавах нуждается в дополнительных исследованиях и уточнениях. После чего он может быть с успехом использован при усовершенствовании ряда технологических процессов, в частности температурных режимов плавки металлов и сплавов. Перегрев расплава выше критической температуры при последующей кристаллизации даже с умеренными скоростями охлаждения 1 Ссек ведет, согласно , к существенному модифицированию структуры литого металла.