2. Высокомарганцевая сталь. Особенности ее состава, структуры и свойств. Технология плавки.

Сталь типа 110Г13Л.

1) плавка методом смешения: а) плавка стали в кислых печах; б) подогрев в ковше (800-900 ⁰С) и смешение .

Недостатки: 1) низкое качество стали (нет рафинирования, остается водород и НВ); 2) нет рафинирования от серы и Р.

2) Плавка методом окисления в основной дуговой печи:

- заправка;

- завалка: металлическая часть (стальной лом, возврат, ФМн углеродистый, науглероживатели), окислитель – железная руда;

- плавление: частичное окисление P, Cr, V, W, Al, Ti.

- окислительный период: окисление Р (переходит в шлак), КИП: а) рафинирование от водорода, от НВ; б) выравнивание Т; в) перемешивание расплава.

- восстановительный период: а) предварительное раскисление стали ФМн и ФС; б) раскисление шлака (угольным порошком, порошком ФС, алюминиевый порошок). Происходит восстановление Р и переход его из шлак. Восстанавливается марганец и переходит изшлака (плавка под белым шлаком – угольный порошок в количестве 1-2 кг/т, плавка под карбидным шлаком – в количестве 3-4 кг/т). Доводка металла (легирование недостающими элементами)

- выпуск металла после выпуска шлака; раскисление в ковше алюминием (1-2 кг/т).

Износостойкая сталь 110Г13Л: сочетание высокой износостойкости в случае приложения больших истирающих нагрузок, когда твердость поверхностных слоев может достигать 550-600 НВ, с хорошей пластичностью и ударной вязкостью является главной особенностью этой стали. Однако, при чисто абразивном износе, сталь 110Г13Л со структурой аустенита не имеет существенных преимуществ перед другими сталями.

Недостатком стали является высокое содержание Р, который вносится при легировании стали ФМн. Это приводит к загрязнению стали фосфидной эвтектики, которая снижает все мех.свойства.

Сталь 110Г13Л практически не обрабатывается резанием. Поэтому все отверстия и другие полости, формирующие тело отливки, получают только литьем.

3. Модифицирование чугунов. Технологические факторы, влияющие на процессы графитизации. Типы модификаторов, используемых для модифицирования чугуна.

Модифицирование- процесс воздействия на параметры кристаллизации за счет введения небольших количеств элементов модификаторов.

Модификаторы- вещества, вводимые в расплав в небольших количествах, которые за счет воздействия на параметры кристаллизации обеспечивают требуемые изменения в структуре (измельчение зерна, сфероидизацию, коагуляцию избыточных фаз).

В отличие от легирования эффект модифицирования ослабевает в течение времени, характеризующего живучесть модификатора.

Модифицирующий эффект можно обеспечить и за счет воздействия на расплав различными физическими методами (вибрация, ультразву-ковая обработка, магнито-динамическое перемешивание и др.)

Модификаторы, используемые в чугунолитейном производстве

1. Графитизирующие (инокулирующие) модификаторы, оказывающие влияние на степень графитизации, размеры и распределение включений графита путем воздействия на количество вынужденных зародышей и переохлаждение при эвтектической кристаллизации.

Основными графитизирующими модификаторами являются сплавы на основе ферросилиция. При введении в чугун кремнийсодержащих добавок в зонах прилегающих к растворяющимся частицам модификатора, выделяются избыточные углеродосодержащие фазы, которые являются дополнительными центрами зарождения графита.

Графитизирующее модифицирование тем эффективней, чем ниже углеродный эквивалент чугуна и сильнее влияние факторов препятствующих графитизации, в частности, высокого перегрева и длительной выдержки жидкого чугуна, применения в шихте большого количества стального лома и передельного чугуна, высокой скорости охлаждения.

Факторы, влияющие на графитизирующее модифицирование

1. Вид металла (доэвтектический, эвтектический или заэвтектический чугуны). Чем ниже степень эвтектичности, тем больше модификатора надо использовать. Чем ниже С_э, тем больше склонность чугуна к отбелу.

2. Тип плавильного агрегата (в электропечах имеется возможность перегреть чугун, что уменьшает количество центров кристаллизации, а это увеличивает отбел и вызывает необходимость модифицирования

3. Вид шихты (если стальной лом, то необходимо обязательно проводить графитизирующее модифицирование).

4. Тип формы: если металлическая-надо проводить модифицирование

5. Тип отливки: чем меньше толщина, тем дольше надо модифицир.

6. Температура заливки: чем выше температура заливки, тем больше надо модифицировать.

Бывают графитизирующее, Стабилизирующие, Сфероидизирующие модифицирования

Наиболее распространенными графитизирующими модификаторами являются ферросилиций, силикокальций, ферросиликобарий

Используются модификаторы, содержащие Mn, Cr, Cu, Ni, Sn; Ферросиликохрома, ферросиликомарганца