46 Особливості заливання ливарних форм під час виробництва виливків із високо марганцевих сталей

На заводах, які випускають велике і середнє литво, розливання сталі здійснюють на формувальному плацу із стопорних ковшів. На тракторних заводах, в ливарних цехах яких виготовляють траки, метал із печей випускають у стопорні ковші, які установлюють на стендах біля конвеєрів, і із них метал роздається в заливальні ковші, якими заливають ливарні форми.

Для одержання якісного литва заливання форм необхідно здійснювати швидко і забезпечувати прискорене тверднення виливків як у піщаних формах, так і в кокілях. Цим відвертають транскристалізацію сталі з високим вмістом марганцю і забезпечують одержання достатньо дрібнозернистої структури.

Збільшення вмісту марганцю в сталі сприє підвищенню рідкотекучості.

Визначено, що оптимальна температура випускання сталі із печі в ківш повинна бути в межах 1500…1570ºC, а температура розплаву при заливанні форм визначається багатьма факторами, зокрема геометрією виливка, товщиною його стінок, конструкцією ливникової системи та ін. і знаходиться в межах 1440…1500ºC.

Підвищення температури сталі перед розливанням у форми суттєво підвищує знос литих деталей у зв’язку із зменшенням їх щільності, збільшенням кількості неметалевих вкраплин та ростом зерна первинного аустеніту.

Для запобігання утворення тріщин у виливках із високомарганцевих сталей форми руйнують після того, як температура виливка знижуєтся до 1200…1250ºC, після чого виливки охолоджують з певною швидкістю, засипаються сухою відпрацьованою формувальною сумішшю.

Спосіб формування вибираєтьяс в залежності від розмірів і призначення виробу. Необхідно враховувати, що рідка сталь інтенсивно реагує з формувальною сумішшю, тому требя ретельно підбирати формувальні матеріали.

Виливки з тонкими стінками масою до 100кг виготовляють в сирих формах.

Виливки масою до 350кг- в підсушених, робоча поверхня яких покривається шаром протипригарного покриття на основі магнезиту

47. Способи підвищення властивостей заліза і вуглецевих сталей.

Найважливішою властивістю заліза, яка визначає можливість одержання різноманітних властивостей у сплавах на його основі, є наявність двох поліморфних перетворень.

Змінюючи положення критичних точок внаслідок введення легувальних добавок, фіксуючи різні стабільні і метастабільні стани шляхом термічного оброблення, в сплавах заліза можна одержати надзвичайну різноманітність структури і властивостей, тому залізо є основою усіх сталей і багатьох сплавів.

Способами підвищення властивостей вуглецевих сталей є:

• легування

• модифікування

• мікролегування

• розкислення сталей

• десульфурація

• різні позапічні методи оброблення сталі

• термічне оброблення

48. Хромоалюмінієві сталі

Завдяки високій окалиностійкості, низьковуглецеві хромоалюмінієві сталі, з вмістом 25…30% хрому і 1…10% алюмінію складають одну з важливих груп промислових сплавів, що працюють при температурах, вищих за 1000ºС. Низьковуглецеві (≤ 0,15% вуглецю) хромисті і хромоалюмінієві сталі через низьку технологічність не можуть бути використані для виготовлення складних фасонних виробів відповідального призначення.

Алюміній суттєво підвищує жаростійкість залізохромистих сплавів, особливо при температурах від 1000 до 1400ºС, оскільки він утворює на поверхні виробу більш стійкі оксидні плівки, ніж хром.

Загальними позитивними властивостями залізохромалюмінієвих сплавів з низьким (до 0,1%) вмістом вуглецю є їх висока стійкість проти корозії при температурах до 1250ºС не тільки у атмосфері повітря, але і в інших агресивних середовищах. Вони можуть бути перспективними матеріалами для виготовлення виробів, що працюють у відновлювальному середовищі.

Основними труднощами під час виробництва виливків з хромоалюмінієвих сталей є легування розплаву алюмінієм і висока чутливість металу до температурного режиму плавлення і розливання його у форми.

Роботами Ф.Ф. Хімушина, Ю.Г. Бобро, І.І. Корнілова та іншими дослідниками доказана перспективність використання хромоалюмінієвих сталей для виготовлення литих жаростійких деталей, які працюють при температурах, вищих за 1000°С.

Очевидно, що вміст алюмінію в хромистих сталях повинен визначатися тим мінімумом, після якого зберігаються високі експлуатаційні характеристики сплаву і тим максимумом, після якого різко знижуються пластичні властивості металу і температура його плавлення.

Перші вітчизняні промислові хромоалюмінієві сталі використовували у вигляді прокату для виготовлення нагрівальних елементів електропечей опору, оскільки мали вміст вуглецю <0,1% і через це незадовільні ливарні властивості.

Позитивною властивістю хромоалюмінієвихсталей з низьким вмістом вуглецю (<0,1%) є їх висока стійкість при високих температурах не тільки в атмосфері повітря, але і в середовищі інших газів.

Недоліками низько вуглецевих хромоалюмінієвих сталей є:

• Для їх виплавлення необхідні низько вуглецеві компоненти (залізо АРМКО, металевий хром або без вуглецевий ферохром), що різко підвищує вартість сталі.

• Вони мають незадовільні ливарні властивості.

Хромоалюмінієві сталі з підвищеним вмістом вуглецю використовуються для виготовлення литих деталей теплоенергетичного, металургійного і термічного устаткування, які працюють в умовах агресивних середовищ до температур 1200°С.

49. Визначення оптимальної температури рідкої сталі перед заливанням у ливарні форми. Мінімальну температуру сталі при заливанні форм необхідно вибирати, виходячи із таких рекомендацій:

- при заливанні маломістких форм з масивними перерізами сталь треба перегрівати на 50…60°С вище за температуру ліквідуса;

- при заливанні металомістких форм з розвинутими тонкостінними перерізами сталь треба перегрівати на 60…80°С вище за температуру ліквідуса;

- при виготовленні дрібного тонкостінного литва сталь повинна мати температуру на 80…100°С вище за температуру ліквідуса;

- при виготовленні виливків із високолегованих сталей, схильних до плівко утворення /хромистих, хромонікелевих, хромомарганцевих, хромоалюмінієвих тощо/ температура рідкого металу визначається експериментально, але вона повинна бути не менше ніж на 80…120°С вище за температуру ліквідуса.

Температура сталі перед випусканням із плавильного агрегату визначають за формулою:

де - мінімальна температура заливання останньої форми, °С;

- зниження температури сталі при випусканні її із печі у ківш /30…50°С /;

- швидкість охолодження металу у ковші при його транспортуванні та в процесі заливання у форми: для ковшів місткістю 2000 кг – 6…10°С/хв; 5000 кг – 4…8°С/хв; 12000 кг – 2…4°С/хв;

- час транспортування ковша від печі до місця розливання металу у форми, хв;

- кількість форм, які підлягають заливанню, шт;

- час заливання однієї форми, хв.

Мінімальна температура сталі при заливанні останньої форми потрібно визначити, користуючись діаграмою стану залізо-вуглець, з урахуванням впливу легувальних елементів на відповідні точки діаграми.