Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Сергеев, А. Б. Вакуумный дуговой переплав конструкционной стали

.pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
7.12 Mб
Скачать

дальнейш ий рост идет при тем пературе ликвидус или ж е

близкой к ней

с образованием

структуры

нормальной

дисперсности .

послойная кристаллизация

вы зы вается

Р егу л я р н ая

относительно короткими остановкам и роста,

продолж и ­

тельностью порядка десятков

секунд . Т акие

остановки

не м огут вы звать заметного зонального перераспределе­

ния примесей с перемещ ением их иа значительное

р а с ­

стояние.

 

длительная зад ер ж ка

П о -и н ом у влияет на процесс

кристаллизации ,

н аблю даем ая

в периферийной

зоне

сли тка. И м енно

она вы зы вает

появление светлого

кон ­

тура; прямы м доказательством этого следует признать

рис.

72. Н а

этом серном

отпечатке в верхней части слитка

заф и кси р ован а ж и дкая

ванна иа повышенной силе то­

ка.

Н и ж е

ванны виден

светлый контур, совпадаю щ ий с

вертикальны м участком фронта затвердевания, т. е. с участком , где скорость кристаллизации равнялась ну­ лю . Следовательн о , образование светлого контура свя ­ зано с длительной, исчисляемой минутами и десяткам и минут, остановкой затвердевания, которая вызывается притоком больш ого количества тепла к фронту кристал ­

лизации

в краевой зоне слитка и наруш ением

контакта

м еж д у

слитком

и стенкой

кристаллизатора.

Д ли тел ь ­

ность остановки

определяется

временем ,

необходимы м

для отвода избы тка тепла

через образовавш ий ся зазор .

К а к

ж е влияет остановка

фронта затвердевания на

процесс кристаллизации ? П ри

обсуж дении

влияния р аз ­

личны х ф акторов на характер кристаллической структу­ ры были приведены данны е, свидетельствую щ ие об уменьш ении разветвленности кристаллов с ростом отно­

шения градиента

температуры

к

линейной

скорости

G/w.

Р ассчи таем это отношение для условий появления

светлого контура.

 

 

1— 2 мм форм ируется за

О светленная зона шириной

10— 20 мин, т. е. скорость роста

во

время остановки

со ­

ставляет

примерно

1,5— ІО-4 см/с.

Температурны й

гр а ­

диент, вы зы ваю щ ий

остановку

(см .

табл . 23),

составл я ­

ет около

100°С .

Следовательно

G/w

равно

6 -1 0 5° С ’

 

•с/см2.

Услови е устойчивости плоского фронта (46) с учетом

вы раж ения (49) мож но представить в следую щ ем виде:

— > ^ д р .

(52)

11— 995

161

Д л я стали 12 Х 2 Н 4 А , особенно склонной к о б р азо в а ­

нию

 

Ткр

контура, температурны й интервал затвер ­

светлого

девания

 

5-

 

 

равны м 20° С . Е сл и д о п у с ­

D =м ож но принять

тить,

что

 

 

ІО-5

см 2/с,

то Д7',ф/Е> = 4 -1 0 5° С -с / с м 2.

С д ел ан н ая

оценка

свидетельствует о том , что при о б ­

разовании светлого контура приближ енно вы полняется

услови е устойчивости

плоского

ф ронта. Ф ор м и р уем ая в

этом случае структура

м ож ет

 

представлять

собой либо

м онокри сталл,

либо (с учетом

возм ож ной погреш ности

оценки) следую щ ую

после

м онокристалла р азн ови д ­

ность по степени разветвленности, ячеистую

структуру.

К ри сталлы ячеистого типа

отчетливо о б н ар у ж и в аю т ­

ся при исследовании деталей

строения

светлого

контура

(см . рис. 71).

 

м еханизм а следует, что

вероят­

И з рассм отренного

ность образования светлого контура и степень

его р а з ­

вития долж ны

увеличиваться

с ростом

продолж и тельн о ­

сти остановки

затвердевания,

 

которая

в свою

очередь

растет с увеличением силы тока. В то ж е время при п ро ­ чих равны х услови ях появление светлого контура дол ж н о

зависеть

и от свойств

переплавляем ого м атер и ал а:

у в е ­

личение

тем пературного

интервала затвердевания

м о ­

ж е т привести к том у,

что

в ш ироком ди ап азон е значений

Gи w их отнош ение будет оставаться значительно м ень­

ше дроби ATjtp/D, в результате чего плоский и ячеистый

фронт о к аж ется неустойчивы м . В этом сл учае неизбеж но образован и е разветвленной двухф азн ой зоны , из которой

примеси д а ж е за длительное время не успеваю т д и ф ф у н ­ ди ровать в ж идкий м еталл , поэтом у у ж е в среднеуглеро-

дистой

стали светлый контур

встречается

очень

редко.

Р ан ее отм ечалось

зам етное влияние вращ ения

ванны

на обе

разновидности

слоистой

структуры :

оно- о сл аб л я ­

ет и светлы й контур и послойную кристаллизацию . П р и ­ чина этого, видимо, заклю чается в сниж ении тем п ератур ­ ного градиента на фронте затвердевания. В результате

становятся невозм ож ны м и как длительны е,

так и к р ат ­

ковременны е остановки ф ронта.

 

 

Д о сих пор

ПОДКОРКОВЫЕ ДЕФЕКТЫ

однородно ­

мы рассм атри вали

наруш ения

сти структуры

слитков В Д П , так

или иначе связанны е с

услови ям и затвердевания м еталл а. С ущ ествую т , однако , деф екты , возникаю щ ие независим о от этих услови й . К их

162

числу следует отнести подкорковые дефекты — ш л ако ­ вые вклю чения и свищ и, наруш аю щ ие физическую одно­

родность

слитка и сни ж аю щ ие

вы ход

годного

м еталла.

Шлаковые загрязнения

(рис.

76)

представляю т собой

пленку ш л ак а ,

 

 

 

 

 

образую щ егося из неметаллических вклю ­

чений, н акапли ваю щ и хся

на

поверхности ж идкой

ванны

в процессе

п ереплава.

Э т а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пленка

 

время

от

времени

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м ож ет

прилипать к

короне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и зали ваться ж идким

м етал ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лом .

Т огда

она и о казы ва ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ется

в теле сли тка.

К оличе­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ство

ш л ак а

увеличивается

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с ростом ди ам етра и массы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сли тка.

 

Д л я

предупреж де­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния

появления такого деф ек ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

та ц елесообразно применять

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в качестве электродов м е­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

талл

с минимальной за гр я з ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ненностью

нем еталлически ­

Р и с .

76.

Ф р а гм е н т

м а к р о ст р у к т у р ы

ми вклю чениями.

 

 

 

 

 

Г азовы е

поры — свищи

12 Х 2 Н 4 А

с о

ш л а к о в ы м

в к л ю ч е н и е м .

иногда обн аруж и ваю тся при

сл и т к а

д и а м е т р о м

400

 

м м ст а л и

 

 

 

 

 

X I

 

 

 

обточке

поверхности

слит­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ков

В Д П .

Д и ам етр

 

свищ ей,

 

 

 

 

 

 

проникнове­

как

правило, составляет

3— 7 мм, глубина

ния

в тело слитка от нескольких миллиметров до 20—

70 мм

и более

(рис.

77).

 

В се свищ и

начинаю тся

в кор ­

ковой

зоне

слитка,

 

у

сам ой

короны .

Р асп ол ож ен и е их

по высоте слитка носит случайны й характер .

 

 

 

В среднелегированной конструкционной стали свищи

встречаю тся

сравнительно редко.

Гораздо чащ е

их о бн а ­

р уж и вали

в чистом низкоуглеродистом

ж елезе и,

особен ­

но, в теплостойкой

стали

 

1 3 Х 1 2 Н В М Ф А . Степень

р азви ­

тия

деф екта

в этой

 

стали,

как

показали

специальны е

и сследован и я 1, не зависит ни от длины дугового

пром е­

ж у т к а

(в п ределах от 20 до 50 м м ),

ни от силы тока пе­

реплава

и

(4,5— 7,0

к А

в

 

кристаллизаторе

диам етром

280

мм

 

 

5,5— 7,5

 

к А

в

 

кристаллизаторе

диаметром

380

м м ).

 

Сви щ и наблю дали

и в

слитках,

наплавленны х

с вращ ением ж идкой ванны с помощ ью соленоида, а так ­

ж е двойны м вакуум ны м переплавом .

и зуч ен ы

со в м е стн о

1 П р и р о д а и м е х а н и зм о б р а зо в а н и я сви щ ей

 

с И . И . Х м е л е в ы м .

 

 

11*

163

ем

П роведенны м в лабор аторн ы х усл ови ях и ссл ед ован и ­

[103] было

установлено , что

па пораж ен н ость

стали

1 3 Х 1 2 Н В М Ф А

сви щ ам и влияет

содер ж ан и е в ней

тита­

на.

Н ебольш ой

добавки этого элем ента о казал ось

д о ст а ­

точно для ликвидации деф екта.

 

 

Р и с . 77.

Ф р а гм е н т м а к р о ст р у к т у р ы с л и т к а ст а л и

02— В Д

д и а м е т р о м

320

м м с п о д к о р к о в ы м и с в и щ а м и ( у м е н ь ш е н о

в д в а

р а з а )

Д л я выяснения м еханизм а образован и я свищ ей в р а с ­ ходуем ы е электроды отдельны х плавок ввели добавки

азота,

а т ак ж е азота и титана.

П о сл е

осты вания слитков

в вакуум е были собраны

образцы тонкого конденсата со

стенок

располож енного

над

кристаллизатором

водо ­

о хл аж д аем о го п атрубка

и короны со

слитков. С о д е р ж а ­

ние в этих о б р азц ах

титана и азота зави сит от исходной

концентрации обоих элементов

(табл .

4 0). Б ол ьш е

всего

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 40

 

С о д е р ж а н и е а з о т а и т и т а н а в и с х о д н о м м е т а л л е ,

 

к о р о н е и к о н д е н са т е (п е р е п л а в ст а л и 1 3 Х 1 2 Н В М Ф А ) , %

И с х о д н ы й м ет ал л

 

К о н д е н са т

К о р о н а

Т і

N

Т і

 

N

Т і

N

0,14

__

0,20

__

0,05

0,05

0,04

 

0,05

 

0,22— 0,32

0,05

0,09— 0,15

 

0,12

0 , 1 1

0 , 3 0 - 0 , 6 0

0 , 1 0

0,26— 0,33

0,10

164

азота о казал ось в короне п конденсате плавок с повы ­ ш енным содерж анием титана; при металлограф ическом исследовании в такой короне были обнаруж ены нитри­ ды титана.

Н есм отр я на повышенное содерж ание азота, при про­ греве короны и конденсата с титаном на установке в ак у ­ умной экстракции из них вы делялось значительно мень­ ше га за , чем из образцов без титана (табл. 41).

В л и я н и е д о б а в к и н а со б р а н н о го при

Т а б л и ц а

41

т и та н а в с т а л ь 1 3 Х 1 2 Н В М Ф А к о л и ч еств о г а за , п р о гр ев е короны и к о н д е н са та

П р и с а д к а

О б ъ е к т и ссл ед о ван и я

О б щ е е со д е р ж а н и е

г а за

(мл/100

г) п р и

в и сход н ы й

т е м п е р а т у р е

эк ст р а к ц и и ,

° С

м ет ал л

 

20— 1030

1000— 1150

1150— 1450

 

К о р о н а

295

255

 

108

0 ,0 5 % А1

К о р о н а

81

74

 

73

 

К о н д е н с а т

2053

282

 

596

0 ,2 0 % Т і

К о р о н а

28

17

 

 

61

К о н д е н с а т

305

44

 

 

97

 

 

 

В се эти данны е свидетельствую т о том , что о б р азо ва ­

ние свищ ей в слитке В Д П

связано с вторичным газовы -

делением из короны при прогреве ее ж идким

м еталлом .

Д ополнительны м ф актом ,

подтверж даю щ им

что такое

выделение адсорбированны х короной газов, действитель­ но имеет место, является неоднократно зарегистри рован ­ ное повыш енное давление в зазоре м еж д у слитком и кри ­

сталлизатором

[105,

106].

к а х

Вероятнее

всего,

что свищи образую тся в тех у ч аст ­

краевой зоны слитка, где интенсивное выделение га ­

зов

начинается ещ е до полного отхода слитка от стенки

кри сталли затора. П ри этом вы ход газов вдоль стеикн з а ­

труднен, и они

образую т полость в затвердеваю

щ ем м е­

талле. П р и сад к а в исходный

металл небольш ого

количе­

ства титана, который при

В Д П

частично

испаряется

(в конденсате

его содерж ится

столько ж е ,

сколько в

электроде) ведет к связы ванию азота в стойкие нем етал ­ лические вклю чения и предупреж дает его выделение при последую щ ем прогреве.

165

А налогичны м образом п ри садка

титана и

алю миния

м ож ет

сказы ваться п на

поведении ки слорода, роль ко ­

торого

в образовании

свищ ей, по -ви дим ом у,

растет

с уменьш ением степени

легирования стали и, в частн о ­

сти, содерж ан и я в ней хр о м а .

Т а к , низкоуглеродистое ж е ­

лезо, о бл ад аю щ ее заметной

склонностью

к образован и ю

свищ ей , характери зует в отличие от стали

1 3 Х 1 2 Н В М Ф А

сравнительно небольш ая

доля азота

в составе

газов , вы ­

деляю щ ихся

2из короны :

для

стали

1 3 Х 1 2 Н В М Ф А

отно­

шение C O / N

составляет 0,78, для стали Н Ж —

3,66.

Сл ед ует

предполож ить, что в образовании

свищ ей в

ж елезе

ведущ ую роль играет не азот, а кислород.

 

ОСНОВНЫЕ УСЛОВИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКА С ОДНОРОДНОЙ СТРУКТУРОЙ

П редставленны е в преды дущ и х р азд ел ах м атериалы

свидетельствую т о том ,

что структура слитка вакуум ной

дуговой плавки

зависит

от

ряда ф акторов , и опти м аль ­

ные результаты

м огут

быть

обеспечены

лиш ь при и с­

пользовании правильно

вы бранны х реж и м ов пер еп лава .

К онечной целью

такого

вы бора является

получение м е­

тал л а с наилучш им и технологическим и и служ ебн ы м и свойствам и при достаточно вы сокой производительности

агрегатов. Н о , как будет показано в

следую щ ей

главе,

уровень

свойств м еталла

в значительной

степени

зав и ­

сит от

однородности и

дисперсности

его

структуры , а

т а к ж е от загрязненности

нем еталлическим и вклю чени я ­

ми, поэтом у есть все основания для того, чтобы опред е­ лять условия п ереп лава, исходя из необходим ости п о л у ­

чения

здорового

сл и тка. В опросы производительности

на этом

этапе

долж н ы ,

по-видим ом у,

играть

второсте­

пенную

роль.

 

частью

технологического

реж и м а

Н еотъ ем лем ой

В Д П

конструкционной

стали следует

считать

контроль

и сниж ение уровня магнитного

поля

в зоне плавления ,

повы ш аю щ его

загрязненность

слитка

крупны ми

вклю ­

чениями и приводящ его к образован и ю

пятнистой л и к ва ­

ции. У п р авл ен и е

этим ф актором следует вести

с учетом

влияния

па него

исходной

нам агниченности

р а схо д у е ­

мы х

электродов,

а т а к ж е

магнитного

состояния

сам и х

печей. В

то ж е

врем я

необходим о считаться

и с

неод­

нозначны м влиянием вы зы ваем ого магнитным полем вращ ения ж и дкой ванны на м акр остр уктур у стали раз-

166

1' а б л и ц а 42

Режимы компенсации на отдельных вакуумных дуговых печах

 

Р а с п о л о ж е н и е

 

С и л а то к а к о м п е н са ц и и , м А , на р а з н ы х п е ч а х

5

 

сол ен ои д а

 

 

 

2

 

3

4

 

Н а

к а м е р е

печи .

400

+ 1 0 2 0

 

+ 4 0 0

+ 8 6 0

+ 1 2 0 0

1

 

 

 

Н а

к р п с т а л л и з а -

 

 

 

 

 

 

 

 

т о р е ........................................

— 40

+ 7 0

 

+ 4 0

+ 6 5

+ 7 0

личного хим ического со става .

Д л я

м алоуглеродисты х

конструкционны х

сталей

слабое

вращ ение м ож ет в

от­

дельны х сл у ч ая х

оказаться полезны м ,

так как оно пре­

д у п р еж д ает чрезм ерное

развитие

слоистой структуры .

но

Собственное магнитное поле печи,

как было

п о к аза ­

в табл .

36, м ож ет сущ ественно

различаться,

что,

по-

видим ом у,

определяется

степенью

намагниченности

де­

талей конструкции, а т ак ж е состоянием контактов на отдельны х у ч аст к ах токоподвода. Это необходимо учи ­

ты вать при

назначении реж и м а

компенсации м агнитно­

го поля. П ри ходи тся

считаться

и с заметной

неравно­

мерностью

поля

по

высоте

кри сталлизатора.

Д л я ее

устранения

был

применен

дополнительны й соленоид 1,

нам аты ваем ы й на нижний патрубок рабочей кам еры пе­ чи. С о зд ав аем ое им поле разм агничивает верхню ю часть расходуем ого электрода в н ачале плавки и обеспечи ва­ ет примерно одинаковы й уровень поля в зоне плавления

по

мере ее

перемещ ения

снизу вверх.

подбора

ре­

 

Н еобходи м ость

диф ф еренцированного

ж и м а

ком пенсации видна из табл . 42, в которой приве­

дены

значения

силы тока

в

обеих катуш ках

для

пяти

одинаковы х

по

конструкции

печей типа

Д С В -3 ,2 -Г 1 .

Р азл и ч ает ся

не только абсолю тная величина

си ла тока,

но

и

направление. В процессе эксплуатации печей ре­

ж и м

ком пенсации

м ож ет корректироваться в связи с из­

менением магнитного состояния печей. С л едует , по-ви­

ди м ом у ,

стремиться

к

стандартизации

этого состояния

с одной

стороны и

к

автоматизации

его контроля — с

другой . Э то тем более необходим о, если учесть, что для некоторы х сталей , например для 12 Х 2 Н 4 А , целесооб ­ разно применять не полную , а лиш ь частичную ком пен ­

сацию магнитного

поля.

1 Р а б о т а п р о вед ен а

со в м е стн о с Б . К . К а р а в а ш к и и ы м и В . Д . Д у д ­

к и н ы м .

 

167

 

Д р у ги м

 

важ нейш им

компонентом

технологии

пере­

плава

является

электрический

р еж и м .

И тоги

и ссл ед о ­

вания

его

 

воздействия

на м акр о стр уктур у

слитков

кон ­

струкционной стали м ож но сум м ир овать

в виде гр аф и к а

(рис.

7 8),

 

на котором

п оказан о ,

как

меняю тся

с ростом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д и ам етр а

сли тка

зн а ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чения силы тока , при ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

водящ ие

к о б р а зо в а ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нию тех или ины х о со ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бенностей

структуры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[1 07 ].

К а ж д а я п рям ая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

соответствует

опреде­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ленной

линейной

плот­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ности

тока и р азгр ан и ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чивает области с прин ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ципиально различны м и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

услови ям и

ф о р м и р о ва ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния

сл и тка.

Т а к ,

при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

линейной

плотности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

< 1 5 0

А /см

по

всем у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сечению

слитка

со зд а ­

 

 

20

 

 

50

 

40

50

SO

ю тся

предпосы лки

для

 

 

Диаметр cpucmaeeujamopa, см

 

дического

п р оцесса

з а ­

Р н с .

 

осущ ествлен и я

перио­

78. В л и я н и е

си л ы т о к а

и

д и а м е т ­

твердевания

с о б р азо ­

рмаа к ркорсит сртуаклтлуирзыа т осрлаи т кнаа кпоонрсатжреункнцоисотнь­

ванием регулярной сл о ­

1

 

с т а л и

 

В Д П

р а зл и ч н ы м и ф о р м а м и

истой структуры .

П л о т ­

ной

 

ность

тока

> 2 0 0

А/см

 

 

 

3 —

 

 

 

 

 

 

н е о д н о р о д н о ст и :

 

 

2 — св ет л ы й

ведет

к длительной

о с­

4

— о с е в а я

 

п о р и ст о ст ь ;

к о н т у р ;

 

 

р е г у л я р н а я

с л о и ст о ст ь ;

 

— н е ст а б и л ь н ы й

р е ж и м п л а в к и

 

 

тановке

 

к р и стал л и за ­

в краевой зоне светлого контура,

ции

и

возникновению

а при очень вы соких то ­

к а х

( > 2 7 0

А/см )

в сли тках

н аблю дается

осевая

пори ­

стость.

 

 

 

отметить,

что

приведенные

критические

Н еобходи м о

значения линейной плотности тока постоянны лиш ь в

относительно

узком ди ап азон е разм еров

кри сталли зато -

ра — от

200

до 400— 500 м м . Д л я более

крупны х

сли т­

ков все

эти

значения оказы ваю тся зам етно вы ш е,

да и

сам хар ак тер м акроструктуры несколько м еняется: при пониженной силе тока в связи с ум еньш ением тем п ер а ­ турного градиента в осевой зоне слитка вы глядит менее контрастной послойная кр и сталл и заци я , зато при повы ­ ш е н н ы х — развивается гр убая внеосевая неоднородность.

IG8

И з

излож енного в этой главе следует, что токовый

реж им

переплава

влияет т ак ж е и на детали кристалли ­

ческого

строения

м еталла — характер и дисперсность

дендрнтов. О тносительно плотное строение обеспечи ва­ ется при пониженной силе тока, и это позволяет вы би­ рать реж и м ы , гарантирую щ ие одновременно не только плотность и дисперсность структуры , но такж е и ее м ак ­ роскопическую однородность. Такие реж им ы , в целом

благоприятны

и

с точки

зрения

полноты удаления из

м еталла

газов

и

нем еталлических

вклю чений и р аспр е­

деления

остаточны х

включений

в

слитке В Д П . Е ди н ст ­

венное возникаю щ ее

при

этом

затруднение состоит в

том , что

при низкой

силе

тока

больш ее развитие полу­

чает регулярная послойная кристаллизация . Н есм отря

на сущ ествование области токовы х реж им ов,

при ис­

пользовании которы х послойная кристаллизация

о сл аб ­

л яется , на практике возникает противоречие

м еж д у

стремлением обеспечить м аксим альную дисперсность структуры и возм ож ностью появления рисунка слоис­

тости.

П о -ви ди м ом у, в этом

случае вопрос

следует

ре­

ш ать

в

пользу

дисперсности ,

так

как послойная крис­

талли заци я ,

за

исклю чением сам ы х крайних

ее ф орм , не

сказы вается

отрицательно на свойствах м еталла.

яв­

В аж н ы м

моментом получения

здорового

слитка

ляется

 

наплавление его

нижней

и верхней

части .

Н из

слитка

В Д П

чащ е всего

пораж ен

различны ми д еф екта­

ми м акроструктуры , что обусловлено целы м рядом о б ­ стоятельств. О бразован и ю слоистой структуры сп особ ­ ствует м ал ая глубина ванны и высокий, как следствие этого, температурны й градиент. Это усугубляется пони­ ж енной стабильностью электрического реж и м а в н ач а ­ л е плавления и неравноценным контактом в разны х точ­

к ах торца слитка

с поддоном , благодаря

чем у наряду

с

регулярной послойной

кристаллизацией,

образуется

и

нерегулярная ,

сам ой

различной формы

и интенсив­

ности развития.

К ром е того, в начале плавки особенно вероятно воз­ никновение пятнистой ликвации, так как в этот период в зоне плавления действует м аксим альное магнитное поле. В озм ож н о такж е появление дополнительны х полей в связи с неизбежной неравномерностью распределения тока по ванне в период ее форм ирования: вначале ток течет в вертикальном направлении к отдельным у ч а ст ­ кам контакта с поддоном , затем по мере накопления

169

ж идкого м еталла

все больш ая

часть тока ответвляется

на кри сталли затор , но не во

всех

н ап равл ен и ях

одно­

временно. И нтенсивном у

« раскручи ван и ю » ванны

и пе­

редаче

вращ ения

слоям

м етал л а , грани чащ им с

д в у х ­

ф азной

областью

способствует

и м ал ая

м а сса

р асп л а в а .

В се это

приводит к том у,

что в ниж ней

части

слитка н а ­

ряду с

грубой слоистостью иногда

м ож н о н аблю дать

ипятнистую ликвацию .

Часто наиболее радикальны м м ероприятием , га р а н ­

тирую щ им качество м еталла в готовы х издели ях, я в л я ­ ется правильное определение норм технологической об-

рези.

К а к

правило, эти нормы у стан авл и ваю тся эм пи ри ­

чески

и для инжней части слитка зави сят от

многих

ф акторов:

состава стали , магнитного состояния

печей,

ди ам етра

слитка и т. д. Вели чина обрезн от верха сли т­

ка в основном определяется глубиной залеган и я

у са д о ч ­

ной раковины и подусадочпой

пористости.

 

 

 

Г Л А В А

6

 

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ, ПЕРЕПЛАВЛЕННОЙ В ВАКУУМНОЙ ДУГОВОЙ ПЕЧИ

Гл уб ок ое

раф инирование м еталла от газов

и нем е­

таллических

вклю чений в процессе вакуум н ого

п ер еп л а ­

ва , уменьш ение дендритной и общ ей хим ической

неодно­

родности слитка — все это созд ает благоприятны е пред ­

посы лки для повыш ения

уровня и сокращ ен и я р азб р оса

м ехан и чески х свойств стали

в деф орм и рованном

состоя ­

нии. П о ск о л ь к у именно

это

и является конечной

целью

В Д П , целесообразно рассм отреть, как этот способ п л ав ­ ки влияет на различны е показатели м ехан и чески х свойств конструкционной стали и в какой мере его влия­

ние зави сит от основны х

п арам етров

плавки , а т а к ж е от

ха р а к т е р а м акроструктуры

сли тка.

К р о м е

того,

имеет

см ы сл

оценка вкл ада в

улучш ение

свойств

к аж д о го из

д в ух основны х ф акторов

о б л агор аж и ван и я

м еталл а при

В Д П :

раф инирования его от

газов и вклю чений

и у л у ч ­

ш ения

структуры .

м ехан и чески х

свойств м еталла

в зн а ­

 

И ссл ед о ван и я

чительной своей

части

были

выполнены

совм естно с

М .

Б .

Б ал ахо в ск о й , С . П . А ртем овой , А . В .

Ш ел гаево й ,

Е .

Б . К ачан овы м .

 

 

 

 

 

 

 

170

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ