Качество модифицированного слитка

Глава IV КАЧЕСТВО МОДИФИЦИРОВАННОГО СЛИТКА [c.155]

В книге излагаются основы модифицирования слитка, критерии выбора модификатора, методики исследования характеристик жидкой стали и фронта кристаллизации. Рассматриваются различные способы воздействия на структуру и свойства литого металла и обсуждаются отдельные рекомендации, направленные на улучшение качества стали. Предлагается совместное использование модификатора, затравки и ультразвука для получения качественного слитка. [c.2]

Экспериментальные исследования структуры жидкости, кристаллизации и модифицирования в большинстве случаев проводили на модельных материалах — органических веществах, водных растворах, солях, легкоплавких металлах и полупроводниках. Результаты этих исследований используются при выборе способа воздействия на расплав с целью улучшения качества стального слитка. [c.9]

Структура и свойства литого металла во многом определяются режимом кристаллизации, который можно регулировать в относительно широких пределах. Основными методами воздействия на процесс кристаллизации металлов и сплавов с целью улучшения качества литых заготовок являются регулирование скорости охлаждения и модифицирование. В последние годы все более широкое применение получают процессы производства слитков и отливок из черных и цветных металлов и сплавов, сочетающие операции литья и давления, литья и вибрации и т. п. [c.4]

Для улучшения качества слитка целесообразно использовать различные способы модифицирования. Под модифицированием стали или сплава в широком смысле этого слова понимают такое воздействие, при котором существенно изменяются структура и свойства при практически неизменном количестве основных компонентов. Модифицирование осуществляется малыми добавками растворимых или нерастворимых примесей, вакуумированием и рафинированием, воздействием ультразвуковыми и низкочастотными колебаниями, внешними полями (электрическим, магнитным), регулированием скорости теплоотвода и др. [c.6]

Самым экономичным способом улучшения качества слитка следует считать модифицирование расплава растворимыми и нерастворимыми добавками, так как при этом не требуется дополнительного дорогостоящего оборудования. Вводимые в расплав малые добавки растворимых и нерастворимых примесей оказывают влияние на параметры кристаллизации, дислокационную структуру, дегазацию, [c.6]

В работе [143] исследовали влияние ультразвука на структуру модифицированных Bi и Zn. Для Hi в качестве модификатора использовали Na, в малых концентрациях снижающий поверхностное натяжение на границе жидкость — пар, а для Zn использовали Mg. Результаты влияния концентрации модификаторов на число зерен в единице объема слитков, обработанных и не обработанных ультразвуком, показаны на рис. 45. Влияние Na на измельчение структуры Bi незначительно, причем при 0,05% Na на кривой 1 (рис. 45, а) имеется четко выраженный максимум. При совместном воздействии модификатора и ультразвука (кривая 2) структура слитка сильно измельчается, число зерен в единице объема увеличивается больше чем на порядок, при этом максимум на кривой отсутствует. Наибольшее влияние отмечается при очень малых концентрациях Na — от 0,01 до 0,025%- Модификатор Mg оказывает значительное влияние на структуру цинкового слитка при больших концентрациях. При 0,25% Mg на кривой I (рис. 45, б) имеется максимум. Совместное воздействие модификатора и ультразвука (кривая 2) сильно измельчает структуру цинкового слитка, однако эффект измельчения несколько меньший, чем в случае Bt. Максимум на кривой 2, как И в предыдущем случае, отсутствует. Следует отметить, что при [c.177]

Отметим, что принцип использования эпитаксиальных затравок для модифицирования слитка и выращивания совершенных монокристаллов и пленок различен. При использовании эпитаксиальных примесей для измельчения структуры слитка дефекты на поверхности вводимой в расплав затравки в виде стружки оказывают положительное влияние на увеличение скорости зарождения ц. к., в то время как дефекты на подложке отрицательно влияют на качество монокристаллов и пленок. Большие скорости охлаждения при кристаллизации слитка, модифицированного затравкой, способствуют измельчению структуры и уменьшают химическую неоднородность, а при выращивании монокристаллов и пленок вообще неприменимы. Однако закономерности процесса зароды-шеобразования на эпитаксиальных подложках (затравках) при кристаллизации пленок, монокристаллов и слитков в основном одинаковы. [c.132]

Н, Ф. Пампура, В. А. Ефимов, В. Н. Сапко и др. [94, с. 220—223] применяли стальную обсечку вместо интенсификатора кипения при скоростной разливке кипящей стали сверху. Введение 0,3—1% обсечки обеспечивает получение слитка с плотной наружной коркой толщиной 15—25 мм и увеличивает выход годного на 0,3—1%. В работе [139] вводили металлическую об-резь в количестве 0,5% в головную часть 7-т слитка кипящей стали с 0,08—0,15% С через 10 мин после наполнения изложницы. В результате воздействия затравки улучшается макроструктура и уменьшается головная обрезь слитка. Использование стальной обсечки и металлической обрези весьма экономично, однако количество таких отходов ограничено. Как уже упоминалось, нами применялась в качестве затравки стружка для модифицирования слитков в лабораторных условиях. Кроме стружки, которая имеется в изобилии и стоит очень дешево, другого подходящего материала для затравки в готовом виде не имеется. [c.172]

Модифицирование — использование специально вводимых в жидкий металл примесей (модификаторов) для получения мелкого зерна по описанному выше механизму. Эти примеси, практически не изменяя химического состава сплава, вызывают при кристаллизации измельчение зерна и в итоге улучшение механических свойств. Так, например, при модифицировании магниевых сплавов зерно уменьшается с 0,2—0,3 до 0,0 —0,02 мм. При литье слитков в фасонных отливках модифицирование чаще проводят введением в расплав добавок, которые образуют тугоплавкие соединения (карбиды, нитриды, оксиды), кристаллизирующиеся в первую очередь. Выделяясь в виде мельчайших частиц, эти соединения служат зародышами образующихся при затвердевании 1фисталлов (модификаторы I рода). В качестве модификаторов при модифицировании алюминиевых сплавов применяют Т1, V, 2г стали — А1, V, Т . Иногда используют растворимые в жидком металле модификаторы (модификаторы II рода), избирательно адсорбирующиеся на кристаллическом зародыше, которые снижают межфазовое поверхностное натяжение и затрудняют рост кристаллитов. Для алюминиевых сплавов в качестве модификаторов II рода используют В , Ка, К, для стали — редкоземельные элементы (РЗМ). [c.32]

Таким образом, в результате исследований было установлено, что при введении в жидкий сплав АМгб различных НП, наряду с их полезным воздействием — измельчение зерна, увеличивается количество неметаллических включений и расслоений (в поковках). Возможной причиной этого следует считать применение в качестве основы модифицирующих прутков гранул, которые вносят в объем прутка большое количество оксида алюминия А12О3, присутствующего на поверхности гранул, и газов, находящихся как на поверхности, так и в объеме. При этом следует отметить, что во всех исследованиях, проведенных на прессованной продукции из слитков сплавов, модифицированных различными НП, неметаллические включения и расслоения не наблюдались, так как в процессе прессования изделий оксиды раздробляются и равномерно распределяются в объеме экструдированного профиля. [c.268]

Анализ полученных результатов показал, что из 9 слитков, отлитых с модифицированием НП (5 — НП Ti NO, 4 — TiN), только на одном из них (с НП Ti NO) обнаружены трещины. Данный слиток был отлит с высокой скоростью литья в начальный период на минимальной начальной высоте слитка — 0,7 м ( жесткий режим запуска) при максимальном расходе подаваемой в кристаллизатор охлаждающей воды, что обычно не применяется в практике литья крупногабаритных слитков. Слитки без трещин были отлиты при мягком режиме, при котором прирост скорости литья слитка до технологической и увеличение расхода охлаждающей воды осуществлялись на большей начальной длине (0,8...1,5 м). Содержание титана в алюминии в результате введения в расплав прутков с обоими НП составляло 0,028 %. Изучение микроструктуры проб-свидетелей показало, что оба НП обеспечивают получение практически одинакового зерна — в пределах 0,05...0,3 мм. Качество поверхности всех слитков соответствовало требованиям технической документации. В то же время на 5 из 9 слитков, одновременно отлитых в параллельный кристаллизатор, но без введения НП, обнаружено от одной до нескольких трещин длиной от 40 до 295 мм, расположенных как по днищу слитка, так и по днищу с переходом на широкую грань. Содержание титана в алюминии составляло 0,012...0,015 %. Величина зерна на пробах-свидетелях лежала в пределах 0,3...2,2 мм, что еще раз подтверждает роль титаносодержащих соединений в формировании мелкокристаллической структуры, которая и способствует предотвращению возникновения горячих трещин. [c.272]

В связи с необходимостью решения проблемы повышения качества литого металла вопросам модифицирования в последнее десятилетие уделяется особое внимание. Это подтверждается возросшим числом публикаций по этому вопросу в отечественной и зарубежной литературе. Большинство авторов приходит к выводу, что наиболее эффективными модификаторами стали и чугуна являются комплексные модификаторы и инокуляторы. Применение инокуляторов и микрохолодильников для повышения скорости кристаллизации, снижения физической, химической и структурной неоднородности крупных слитков и отливок имеет хорошие перспективы. На наш взгляд воздействие дисперсных тугоплавких включений на образование центров кристаллизации нельзя рассматривать только с позиции кристаллоструктурного соответствия, необходимо учитывать также химию связей этих соединений. [c.4]

Для измельчения структуры и повышения однородности слитка ряд исследователей пытались использовать затравку. Е. Шейль монтировал затравку в виде лент в изложницу. Н. Т. Гудцов предложил использовать каркасы из стальных стержней, которые устанавливались в изложницы перед разливкой стали. В. К. Новицкий, А. В. Микульчук и В. В. Блинов [101, с. 112— 120] монтировали затравку в виде цилиндра, изготовленного из сетки или листа. В. И. Данилов и В. Е. Ней-марк исследовали влияние затравки в виде стружки на структуру слитка при ее введении в ковш перед разливкой в изложницы. Модифицирование затравкой алюминия и алюминиевой бронзы БрА5 привело к сильному измельчению структуры. Для более эффективного измельчения структуры стального слитка вводили в ковш затравку в виде стружки совместно с модификатором. Способ введения затравки и модификаторов в ковш очень прост, однако при понижении температуры уменьшается жидкотекучесть металла, особенно при применении Б качестве модификаторов Л1 и Ti, что затрудняет разливку. Более рационально вводить затравку и модификатор в струю при разливке стали в изложницу. А. М. Маслов и В. Е. Неймарк [134, 117] исследовали влияние затравки в виде стальной дроби, вводимой [c.169]

Во многих случаях предложенные новые стали недостаточно технологичны. Например, в работе [151] исследовали влияние способов выплавки и разливки на качество стали 20ХГ2Ц, предназначаемой для изготовления, свариваемой высокопрочной арматуры. В 8-т слитках, отлитых по технологии, предложенной ЦНИИЧМ и ЧМЗ, обнаружена сильная ликвация Мп, Si, Сг и Zr, пораженность поверхности трещинами, разрывы граней при прокатке и большой разброс механических свойств готовой арматуры. При дополнительном модифицировании титаном и алюминием, изменении последовательности введения легирующих компонентов и уменьшении скорости литья удалось снизить пораженность слитков поверхностными дефектами, повысить выход годного и улучшить механические свойства готового проката. Этот пример показывает, что применение скоростной разливки может привести к ухудшению качества слитка, и что комплексные модификаторы способствуют улучшению качества стали и повышению выхода годного. Использование затравки совместно с модификаторами даст возможность увеличить скорость разливки, не ухудшая качества слитка, у, тем самым повысить производительность агрегатов. [c.191]

На Vn Всесоюзной конференции по физико-химическим и теплофизическим процессам кристаллизации стальных слитков в Киеве в октябре 1975 г. широко обсуждались вопросы модифицирования. Ряд докладов был посвящен применению микрохолодильников в виде железного порошка (затравки) и отдельно модификаторов, улучшающих качество слитков различных марок стали. Таким образом, имеется достаточное количество данных для того, чтобы в производственных условиях опробовать наше предложение о совместном введении модификаторов и затравки в виде раздробленной стружки в кристаллизующийся слиток. Целесообразно исследовать возможность применения для успокоения струи при разливке сверху стружки и для закупоривания слитка—стружки совместно с алюминием. [c.193]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...