Варіант 24

а) Установлено, что повышение температуры перегрева приводит к размельчению графитовых включений. При этом проявляется тенденция к кристаллизации мелкого точечного графита с междендритным расположением. Тенденция проявляется тем сильнее, чем меньше содержание углерода в чугуне. В результате перегрев жидкого чугуна в определенном интервале температур способствует повышению механических свойств. Но такое благоприятное влияние сказывается только до критических температур, при превышении которых механические свойства начинают падать. Эта критическая температура для различных чугунов различна. Она зависит от ряда факторов, основным из которых является содержание углерода. Чем выше содержание углерода в чугуне, тем до более высоких температур допустим перегрев его без образования междендритного графита. Таким образом, перегрев до определенных пределов является одним из действенных методов повышения прочности чугуна.

Механизм воздействия модификаторов на процесс кристаллизации чугуна различен.

б) Центробежный способ отливки валков в отличие от стационарного позволяет снизить расход легирующих элементов при производстве двуслойных валков, так как они в основном используются на получение рабочего слоя валка; снизить общий расход металла на отливку вследствие отсутствия литниковых систем и прибылей; отливать без стержней многие типы пустотелых валков или бандажей для составных валков. Для отливки валков применяют центробежные машины с горизонтальной, вертикальной и изменяющейся осями вращения.

При отливке валков на центробежных машинах с изменяющейся осью вращения наружный рабочий слой валка формируют при горизонтальном вращении формы, а сердцевину – при наклонном и вертикальном вращении с меньшей частотой вращения.

Такие машины нашли применение для отливки крупных листопрокатных и сортопрокатных валков.

Варіант 25

а) Сортопрокатные валки отливаются как с гладкой бочкой, в которых калибры вытачивают посредством механической обработки, так и с литыми профилированными калибрами.

Изменение твердости сортопрокатных валков достигается изменением степени легирования чугуна и теплового сопротивления стенки литейной формы путем нанесения на нее слоя теплоизоляционной краски (обмазки). Сортопрокатные валки из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом имеют более высокую степень прочности и износостойкость. Твердость чугуна от наружной поверхности к середине валка изменяется менее интенсивно, чем в валках из чугуна с пластинчатым графитом. Заметное повышение износостойкости валков достигается применением высокохромистых чугунов, имеющих структуру тонкодисперсного перлита с равномерными включениями карбидов хрома.

Из многочисленных факторов, определяющих структуру чугуна, отметим лишь основные: химический состав сплава, режим его охлаждения в форме и условия подготовки сплава (шихтовые материалы, температурная обработка).

б) В зависимости от температуры и методов нагрева отливок, выдержки и условий их охлаждения термическая обработка чугуна может обеспечивать снятие остаточных напряжений, графитизацию или повышение твердости и механических свойств.

Чем меньше скорость охлаждения, тем полнее снятие остаточных напряжений. Цель графитизирующего отжига – стабилизация структуры, то есть разложение структурно свободного цементита или цементита в перлите (ферритизация). На практике применяют одностадийный или двустадийный отжиг. Для снижения твердости и улучшения обрабатываемости серого чугуна применяют одностадийный отжиг. При этом частично или полностью разлагается перлит и снижаются механические свойства серого чугуна. Для разложения структурно свободного цементита применяют отжиг при температурах выше критических, продолжительность выдержки зависит от количества подлежащего разложению цементита.