Разработка новых жароизносостойких чугунов для отливок, работающих в условиях повышенных температур, износа и агрессивных газовых сред

• Автор: Миронов, Олег Александрович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 154 с. : ил.

1.1. Анализ условий работы колосников.

1.2. Жароизносостойкие сплавы, применяемые для отливок специального назначения.

1.3. Факторы, влияющие на износостойкость и жаростойкость.

1.3.1. Влияние условий эксплуатации отливок на износостойкость и жаростойкость

1.3.2. Влияние химического состава сплава на структуру и жароизносостойкость

1.3.3. Влияние структуры сплавов на их жароизносостойкость

1.4. Повышение свойств литых жароизносостойких чугунов

воздействием на их расплав

1.5. Требования к структуре и свойствам жароизносостойких чугунов ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Шихтовые материалы и выплавка сплавов

2.2. Определение износостойкости, жаростойкости, механических и литейных свойств, металлографические исследования
2.3. Методики построения математических моделей, оптимизации химических составов сплавов и определения коэффициентов влияния легирующих элементов.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ СПЛАВОВ БеССгМпЫьИ И РАЗРАБОТКА НОВЫХ СОСТАВОВ
ЖАРОИЗНОСОСТОЙКИХ ЧУГУНОВ.
3.1. Выбор легирующих элементов базового комплекса
3.2. Исследование структуры и свойств сплавов РеССтМпМП
3.3. Оптимизация состава чугуна.
3.4. Выбор легирующих элементов дополнительного комплекса.
ГЛАВА 4. УЛУЧШЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЖАРОИЗНОСОСТОЙКИХ ЧУГУНОВ ЗА СЧЕТ ОБРАБОТКИ ИХ КАЛЬЦИЙ СТРОНЦИЕВЫМ
КАРБОНАТОМ И БОРОМ
4.1. Исследование влияния карбоната на структуру и свойства чугунов
4.2. Исследование влияния бора на структуру и свойства чугунов.
4.3. Литейные свойства сплавов.
4.4. Кинетика химической коррозии исследуемых чугунов
Выводы.
ГЛАВА 5. ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПЫТАНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ
В ПРОИЗВОДСТВО ОТЛИВОК ИЗ ЧУГУНОВ НОВЫХ ХИМИЧЕСКИХ
СОСТАВОВ.
Общие выводы.
Библиографический список.
Приложение.
ВВЕДЕНИЕ


Колосники должны обладать высокой жаростойкостью, жаропрочностью и износостойкостью. На ОАО ММК на аглофабрике шихту, состоящую из железной руды, концентрата, колошниковой пыли, известняка, возврата, кокса, воды и других компонентов в различных соотношениях в зависимости от вида руды загружают на колосниковую решетку спекательных паллет, и, после чего производят зажигание, которое производится газообразным топливом при С, а под колосниковой решеткой создается разрежение, в результате чего через шихту с поверхности засасывается наружный воздух. В дальнейшем, для достижения оптимального режима агломерации ведут дополнительный обогрев спекаемого слоя при С. В результате протекаемых реакций горения в слое шихты при высоких температурах происходит образование дымовых газов, содержащих СО, С, 2, з, Н,, СН4, И2, Н2. После окончания процесса агломерации происходит сход готового пирога агломерата на грохот. ТЬеппаСАМ Р. Замеры твердости колосников после эксплуатации показали, что место наибольшего износа имеет наименьшую твердость, т. Износ колосников приводит к дефектному образованию елочки и негативным последствиям, связанных с ее образованием просыпь шихты и потеря колосников в связи с их выпаданием из подколосниковых балок спекательной тележки. Кроме этого, повышенный износ колосников при эксплуатации приводит к увеличению живого сечения, что не позволяет просасывать большое количество воздуха через шихту, и тем самым интенсифицировать процесс горения топлива, а за счет этого производства агломерата в целом. Вышеприведенные условия работы колосников требуют повышения износостойкости и жаростойкости за счет разработки нового состава сплава, так как комплексное воздействие на структуру известной стали, не дало желаемого повышения стойкости колосников. Под жаростойкостью понимают способность металлов и сплавов сопротивляться окислению и газовой коррозии при высоких температурах 1. Газовая коррозия это самопроизвольный химический процесс, движущей силой которого является термодинамическая неустойчивость металлов во внешней среде при данных внешних условиях давлении, температуре, составе среды и др. Жаростойкие сплавы предназначены для отливок, работающих в ненагруженном или слабонагруженном состоянии при температуре выше 0 С и обладающих стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах 3. Согласно ГОСТ жаростойкие чугуны должны увеличивать
массу в результате окисления не более 0,5 гм ч и иметь рост не более 0,2 при температуре эксплуатации в течение 0 ч. Легированные чугуны при определенном содержании в них алюминия, кремния, хрома, никеля имеют повышенную жаростойкость. Такие легирующие элементы, как алюминий, кремний, хром, обеспечивают образование на поверхности чугуна плотных оксидов железа, шпинелей, а также собственных оксидов, защищая ее от коррозии. Кроме того, они обеспечивают стабильность структуры при нагреве, снижая рост чугуна. В соответствии с ГОСТ к жаростойким относятся хромистые, кремнистые, алюминиевые чугуны с пластинчатым и шаровидным графитом табл. Высоконикелевые коррозионностойкие и жаропрочные чугуны также обладают высокой жаростойкостью, хотя их применение в качестве жаростойких ограничивается изза высокой цены и дефицитности никеля. Таблица 1. Таблица 1. Таблица 1. Высокохромистые белые и высокоалюминиевые чугуны имеют наиболее высокий уровень жаростойкости, однако их применение ограничивается изза плохой обрабатываемости, склонности к образованию трещин в отливках и дефектов типа пористости и плен. Более дешевые и технологичные хромистые и алюминиевые чугуны с пониженным содержанием алюминия в определенных условиях работы обеспечивают экономически оправданный уровень долговечности литых деталей 4. Кроме стандартных марок жаростойких чугунов для изготовления жаростойких отливок часто используют комплекснолегированные белые хромистые чугуны, которые одновременно являются жаропрочными, коррозионностойкими, износостойкими. Для обеспечения такого комплекса свойств, хромистые чугуны легируют и модифицируют В, V, Мп, Мо, , 6, Т1 и другими элементами табл.