Варіант 20

а) Технологию выплавки стали из свежей шихты с окислением применяют для особо ответственных отливок. Оптимальной является следующая последовательность операций. В завалку вместе с низкоуглеродистым ломом задают руду и известь. После расплавления шихты шлак частично или полностью скачивают и наводят новый. С целью обезуглероживания ванны, дегазации, удаления неметаллических включений в хорошо нагретый металл добавляют руду и продувают его кислородом. После удаления окислительного шлака проводят раскисление ферросилицием, силикохромом, алюминием, наводят восстановительный шлак и в два- четыре приема вводят нагретый низкоуглеродистый феррохром.

В процессе расплавления феррохрома шлак раскисляют смесями порошков ферросилиция, алюминия. Титан в виде ферротитана вводят в ванну перед выпуском. Губку или металлические отходы титана присаживают в ковш.

Переплав высоколегированных отходов можно вести как с применением газообразного кислорода, так и без него.

б) По структуре целесообразно раздельно классифицировать нелегированные и легированные стали, так как одинаковые структурные составляющие в зависимости от количества растворенного в них легирующего элемента обладают различными свойствами. Отливки из углеродистой стали могут иметь ферритную и перлитную структуры и относиться соответственно к ферритному и перлитному классам. Следует отметить, что в реальных сплавах чисто ферритной структуры не наблюдается. По границам зерен феррита выпадает третичный цементит. В заэвтектоидных углеродистых сталях наряду с перлитом выделяется вторичный цементит. Отливки из высоколегированных сталей делятся на шесть классов.

По способу выплавки различают стали, полученные в печах с кислой и с основной футеровками. Многие нелегированные (углеродистые) и значительную часть нелегированных сталей выплавляют в кислых печах, а среднелегированные и высоколегированные – в основных печах.

Варіант 21

а) Повышение скорости охлаждения сплава и связанное с этим увеличение переохлаждения могут качественно изменить характер продуктов эвтектического превращения. Продолжительность пребывания сплава в жидком состоянии в период эвтектического превращения, вследствие высокой скорости охлаждения, настолько сокращается, что выделение углерода из жидкой фазы и раздельная кристаллизация графита и аустенита происходят не в полной мере. В результате кристаллизующая фаза обогащается железом. В этом случае наряду с аустенитом кристаллизуются и карбиды. Такое торможение кристаллизации графита может быть полным, и выделившаяся высокоуглеродистая фаза будет целиком состоять из карбидов, что приведет к образованию белого чугуна. При промежуточных скоростях охлаждения вместе с графитом кристаллизуются карбиды, что соответствует получению половинчатых чугунов.

Структура чугуна окончательно формируется при эвтектоидном превращении.

б) Особенности выплавки чугуна для изложниц в вагранках вызваны необходимостью получения высокого содержания углерода, что достигается увеличением высоты горна. Не допускается высокий перегрев расплава, использование стального скрапа в завалке. Таким образом, приемы, применяемые для повышения свойств машиностроительных отливок, вызывающие увеличение количества связанного углерода, измельчение графита, в данном случае неприемлемы. Повышение температуры отливки приводит не только к отрицательному влиянию на структуру, но и к ухудшению поверхности изложниц, увеличению литейных напряжений и появлению рыхлот. Заливку форм осуществляют из поворотных или стопорных ковшей через различные литниковые системы (сифонные, дождевые, на нескольких уровнях). Тип системы определяется прежде всего массой изложницы и ее конструкцией.

Из всех видов форм, используемых для отливки изложниц, наиболее распространены разовые песчаные формы.