- •Раздел 1
- •Раздел 2
- •1. Основы формирования в сталях и чугунах литой структуры
- •Литейные стали и чугуны как сплавы системы Fe-c. Современное состояние производства отливок из чугуна и стали в России и в мире.
- •Литейные стали и чугуны как сплавы системы Fe-c.
- •1.1.2 Современное состояние производства отливок из чугуна и стали в России и в мире.
- •Формирование в литых сталях и чугунах фаз и структурных составляющих в процессе охлаждения в литейной форме.
- •1.2.1 Формирование в литых сталях фаз и структурных составляющих в процессе охлаждения в литейной форме
- •1.2.2 Формирование в чугунах фаз и структурных составляющих в процессе охлаждения в литейной форме
- •2. Основы технологии производства стальных отливок
- •2.1. Классификация литейных сталей, предъявляемые к ним требования. Влияние химического состава на структуру и свойства. Выбор легирующих элементов. Структурная диаграмма Шеффлера
- •2.1.1 Классификация литейных сталей, предъявляемые к ним требования.
- •2.1.2 Влияние химического состава на структуру и свойства
- •2.1.3 Выбор легирующих элементов
- •2.2. Плавка литейных сталей: шихтовые материалы; плавильные печи; методы плавки. Технология плавки стали в электродуговых печах с основной футеровкой
- •Шихтовые материалы
- •2.2.2 Плавильные печи
- •2.2.3 Методы плавки.
- •2.2.4. Плавка стали в дуговых электропечах с основной футеровкой
- •2.2.4.1 Плавка стали с окислением
- •2.2.4.2 Плавка стали с частичным окислением
- •2.2.4.3 Плавка стали без окисления
- •Плавка стали в дуговых печах с кислой футеровкой и индукционных тигельных печах
- •2.3.1 Плавка стали в дуговых печах с кислой футеровкой
- •2.3.2 Плавка стали в индукционных печах
- •2.3.3 Плавка стали в вакуумных индукционных печах
- •2.4. Особенности плавки литейных сталей со специальными свойствами
- •2.4.1. Особенности плавки высокомарганцевых износостойких сталей
- •2.4.2 Особенности плавки высокохромистых коррозионностойких литейных сталей
- •2.4.3 Особенности плавки хладостойких литейных сталей
- •2.4.4 Методика расчета шихты для выплавки литейных сталей
- •2.4.4.1 Задача расчета шихты
- •Этапы расчета шихты
- •2.5. Внепечная обработка и разливка стали
- •2.5.1 Выпуск плавки в литейные ковши
- •2.5.2 Внепечная обработка стали
- •2.5.2.1 Раскисление стали
- •2.5.2.2 Продувка стали в ковше инертными (нейтральными) газами
- •2.5.2.3 Вакуумирование стали в ковше
- •2.5.3 Разливка стали в литейные формы
- •Литниковые системы для стального литья
- •2.5.4.1. Выбор конструкции литниковой системы
- •2.5.4.2. Расчет литниковой системы при заливке форм из поворотного ковша
- •2.5.4.3. Расчет литниковой системы при заливке форм из стопорного ковша
- •2.5.4.4. Расчет элементов литниковой системы
- •2.6. Литейные свойства сталей (жидкотекучесть, линейная и объемная усадка) и их влияние на качество отливок.
- •2.6.1 Жидкотекучесть литейных сталей
- •2.6.2 Усадка литейных сталей
- •2.7. Формирование стальных отливок в литейной форме
- •2.7.1. Затвердевание стальных отливок
- •2.7.2. Питание стальных отливок.
- •2.7.3. Расчет прибылей.
- •2.9. Особенности технологии производства отливок из различных сталей.
- •2.9.1. Особенности изготовления отливок из углеродистых сталей.
- •2.9.2. Особенности изготовления отливок из низколегированных сталей
- •Раздел 3
- •3.1.1. Понятия об углеродном эквиваленте и степени эвтектичности
- •3.1.2. Классификация литейных чугунов
- •3.1.3. Параметры структуры и свойств
- •3.2.1. Формирование структуры чугуна
- •3.2.2. Влияние структурных составляющих на свойства чугуна
- •3.3. Влияние химического состава, скорости охлаждения и других факторов на структуру чугуна.
- •3.3.1. Влияние химического состава.
- •3.3.3. Влияние скорости охлаждения.
- •3.3.4. Влияние состояния расплава
- •3.3.5. Влияние модифицирования
- •3.3.6. Влияние термической обработки
- •3.4. Основы теории и технологии графитизирующего и сфероидизирующего модифицирования чугуна.
- •3.4.1. Теминология и общие положения
- •3.4.2. Теория графитизирующего модифицирования чугуна
- •Фактическая, в ковше; 2 и 3- Равновесная с углеродом и кремнием соответственно.
- •3.4.3. Теория сфероидизирующего модифицирования чугуна
- •3.5. Плавка чугуна.
- •3.5.1. Выбор плавильного агрегата
- •3.5.2. Плавка чугуна в вагранках Шихтовые материалы, применяемые при ваграночной плавке чугуна
- •Топливом при ваграночной плавке являются кокс и газ.
- •3.6. Плавка чугуна в электропечах.
- •3.6.1. Плавка чугуна в индукционных печах
- •3.6.2. Плавка чугуна в дуговых электрических печах
- •3.6.3. Плавка чугуна дуплекс-процессом
- •3.6.4. Экспресс - контроль чугуна по ходу плавки
- •3.7. Газы и неметаллические включения в чугуне и их влияние на качество отливок.
- •3.7.1 Источники газов и основные закономерности их растворения в чугуне
- •3.7.2. Взаимодействие жидкого чугуна с газами
- •3.7.3. Взаимодействие чугуна с огнеупорными материалами
- •3.7.5. Дегазация чугуна
- •3.7.7. Рафинирование чугуна от неметаллических включений
- •3.8. Литейные свойства чугунов и их влияние на качество отливок
- •3.9. Технологические особенности получения чугунов
- •3.9.1. Особенности получения отливок из серого чугуна
- •3.9.2. Особенности получения отливок из высокопрочных чугунов с шаровидным и вермикулярным графитом
- •3.9.3. Особенности получения отливок из ковкого чугуна
- •Без предварительной обработки; 2 – 4 с обработкой
2.4.3 Особенности плавки хладостойких литейных сталей
В хладостойких сталях для получения высоких показателей механических свойств в условиях отрицательных температур (до –60 оС) необходимо обеспечить при плавке следующие условия:
- высокую степень дефосфорации и десульфурации (до ≤ 0,02 P и ≤ 0,02 S);
- высокую степень рафинирования от растворенных газов (водорода и азота);
- глубокое раскисление стали;
- минимальное содержание неметаллических включений в стали;
- устранение пограничного распределения неметаллических частиц и глобуляризация их формы;
- минимизация ликвации элементов, прежде всего, фосфора и углерода;
- измельчение структуры в литом состоянии;
- рациональный режим термической обработки.
Рекомендации по режимам термической обработки хладостойких сталей содержатся в ГОСТ 21357-87. Поэтому ниже рассматриваются лишь металлургические аспекты обеспечения изложенных выше условий. Для этого необходимо реализовать следующие мероприятия:
- выплавлять такие стали в основных дуговых печах методом полного окисления;
- эффективно провести дефосфорацию расплава при основности шлака 2,5-3,0 и скачиванием шлаков после расплавления шихты и окислительного периода;
- активно реализовать кипение расплава в окислительный период с окислением не менее 0,3 % углерода для рафинирования расплава от растворенных газов и неметаллических включений;
- эффективно провести десульфурацию расплава при основности шлака ≥ 2,5 и содержании FeO ≤ 0,6-0,8 %;
- предварительно раскислить стали комплексными Ca-Mn-Si-Al или Al-Mn-Si раскислителями в количестве 5 кг/т для формирования быстро удаляющихся из расплава жидких неметаллических включений-продуктов раскисления;
- микролегировать стали молибденом (~0,10-0,50 %) для уменьшения ликвации фосфора, углерода и др.;
- микролегировать стали ванадием 0,02-0,15 %), титаном (0,01-0,07 %), ниобием (0,06-0,10 %) или бором (0,002-0,005 %) для измельчения структуры;
- легировать стали марганцем (до 1,8 %) для повышения ударной вязкости,;
- обработать стали РЗМ (Y, Ce, La, Nd, Pr и др) содержащими модификаторами до их остаточного содержания 0,02-0,05 % для устранения пограничного распределения неметаллических частиц и глобуляризации их формы;
- окончательно раскислять стали алюминием или алюминием совместно с силикокальцием или титаном.
Легирование стали никелем, медью и молибденом осуществляют путем введения в завалку или путем присадки жидкий металл в начале окислительного периода.
Легирование стали кремнием, хромом, ванадием, ниобием и марганцем, осуществляют после обработки расплава комплексными раскислителями, используя для этого соответствующие ферросплавы и металлический марганец (ввиду малого содержания в нем фосфора) вместо ферромарганца.
Обработку стали силикокальцием (1 кг/т), ферротитаном, РЗМ (1-2 кг/т) и алюминием (1,5-2,0 кг/т) осуществляют при выпуске расплава или в ковше.
Остаточное содержание алюминия в хладостойких сталях должно быть в пределах 0,03-0,06 %. Допускается частичное или полное замещение алюминия титаном.