Выплавка стали 110Г13Л в дуговых электропечах под основным шлаком :: Литейные технологии

    

 
Разделы сайта
Статьи
Информация

Выплавка стали 110Г13Л в дуговых электропечах под основным шлаком

Химический состав стали в %: 0,9—1,3 С; 0,5—1,0 Si; 11,5—14,5 Мп; 0,12 Р; 0,05 S; 0,5 Cr; 0,5 Ni.

Рассмотрим некоторые особенности процесса. По содержанию углерода сталь условно разделена на две группы. Для отливок со стенками толщиной до 100 мм содержание углерода выдерживается в пределах 0,9—1,3%, а для отливок со стенками толщиной более 100 мм верхний предел снижается до 1,1% с целью предотвращения выпадения карбидов при термической обработке. При плавке с окислением под электроды дается кокс. Содержание углерода по расплавлении и марганца перед скачиванием шлака не регламентируется.

После удаления окислительного шлака в печь вводится 1,5—2% шлакообразующей смеси из извести и плавикового шпата. Шлак обрабатывается раскислительной смесью, состоящей из 0,7—1,0% извести; 0,15—0,20% сухого молотого кокса; 0,1—0,15% плавикового шпата и ферросилиция из расчета введения 0,2—0,3% кремния к весу жидкого металла. Алюминия для раскисления дается 700—800 г/т.

Метод переплава применяется для всех деталей, кроме передней стенки ковша и брони конуса. Содержание углерода по расплавлении составляет 1,0—1,2%. При получении магнезиального шлака для его раскисления вводится 0,2—0,35% молотого ферросилиция, шлак скачивается и наводится новый из извести и плавикового шпата в количестве 1,5—2,0%. После расплавления шихты вводится раскислительная смесь такого же состава, как и при окислительном методе плавки. Содержание FeO в шлаке допускается до 3%, а МnО до 9%-

Температура металла при заливке. С повышением температуры металла при заливке скорость остывания его в форме замедляется. В результате этого увеличивается размер зерна аустенита, количество и размер карбидов, появляется транскристаллическое строение металла, повышаются литейные напряжения в отливках, возникают надрывы и горячие трещины, появляется пригар. Для предотвращения перечисленных дефектов сталь заливают при такой низкой температуре, какая только возможна, чтобы не получить недоливов, спаев и заворотов. Температура металла при выпуске его из печи на УЗТМ составляет 1480—1530°С, а при заливке в формы—1420—1450°С. Продолжительность выдержки металла в ковше от выпуска из печи до начала заливки в формы определяется по табл. 6 и 7.

Питание отливок. Значительная часть отливок из стали 110Г13Л в процессе работы изнашивается. В таких отливках нельзя

допускать усадочную рыхлость или усадочную пористость. Прибыли для отливок из стали 110Г13Л необходимо устанавливать таких размеров, которые обеспечат направленное затвердевание и плотный металл по всему объему отливки. Нельзя считать нормальным изготовление отливки без прибылей, как это, к сожалению, еще имеет место на некоторых заводах. Выдержка отливок в форме от заливки до выбивки производится по диаграмме, построенной на основании опытных данных (фиг. 1). Прибыли у всех отливок обрезаются автогеном после термической обработки.

Диаграмма для определения продолжительности выдержки отливок из легированных сталей в форме от заливки до выбивки.

Преобладающая толщина отливки в мм: 1 — до 35; 2—36—80; 5—81 — 150.

Термическая обработка. Сталь 110Г13Л при нагревании и охлаждении не претерпевает фазовых превращений, поэтому размер зерна при термической обработке не изменяется. Сталь в литом состоянии имеет аустенитную структуру, но благодаря избыточному содержанию углерода сверх равновесного состояния и медленному охлаждению в ней имеются карбиды по границам и внутри зерен. С увеличением толщины стенки отливки скорость охлаждения ее уменьшается и структура приближается к стабильному состоянию, количество карбидов и особенно их размеры увеличиваются. Твердость карбидов очень высокая. Выделяясь по границам зерен, они резко снижают вязкость и пластические свойства стали и делают ее непригодной для работы при ударных нагрузках.

Задача термической обработки заключается в том, чтобы при высокой температуре все карбиды полностью перевести в твердый раствор и охладить сталь со скоростью, исключающей

возможность их выделения. Растворение карбидов начинается при ~900 °С и происходит диффузионным путем. Для полного и относительно быстрого растворения карбидов отливку нагревают значительно выше температуры начала растворения карбидов и выдерживают при этой температуре определенное время. С увеличением количества и размеров карбидов и степени их легирования продолжительность диффузии при их растворении увеличивается.

С увеличением толщины стенки отливки и содержания в стали легирующих карбидообразующих элементов увеличивается необходимая выдержка отливки в печи при температуре нагрева под закалку для полного растворения карбидов. Скорость нагрева под закалку ограничивается низкой теплопроводностью стали и резким понижением ее пластических свойств при температуре выше 300 °С. При скорости нагрева выше допустимой на отливке возникают трещины. В процессе закалки при недостаточной скорости охлаждения из аустенита выпадают карбиды, понижая пластические свойства стали.

Сложные, толстостенные и склонные к трещинам детали из этой стали, не легированной карбидообразующими элементами, сажают в печь для нагрева при температуре не выше 350 °С, а затем медленно нагревают до 700 °С, выдерживают для выравнивания температуры по сечению стенки. После этого нагревают до температуры 1050—1150 °С с любой скоростью, снова выравнивают температуру по сечению детали, делают выдержку, необходимую для полного растворения карбидов из расчета 1 час на 30—40 мм толщины стенки отливки, и охлаждают в проточной воде с температурой не выше 30 °С.

Тонкостенные детали простой конфигурации, не склонные к трещинам, сажают в печь при более высокой температуре, нагревают быстрее, меньше выдерживают или совсем не выдерживают при температурах 600—700 °С.

Чрезмерно длительная выдержка отливок в печи при высокой температуре приводит к некоторому обезуглероживанию поверхностного слоя детали, что ухудшает способность этого слоя противостоять абразивному истиранию.

Детали из стали 110Г13Л на УЗТМ условно разделены на две группы. Первая группа—детали со стенками толщиной до 100 мм, которые термически обрабатываются по режиму: посадка в печь при температуре не выше 600 °С; выдержка при температуре 600°С — 2 ч, нагрев до 1050—1100°С; выдержка при 1050—1100 °С — 2—2,5 ч закалка в холодной проточной воде с температурой не выше 30 °С до полного охлаждения.

Детали второй группы со стенками толщиной более 100 мм обрабатываются по следующему режиму: посадка в печь при температуре не выше 350 °С; выдержка при температуре 350 °С — 1,5—2.0 ч нагрев до температуры 670—-700°С со скоростью 50—60°/ч; выдержка при 670—700 °С — 2—4 ч нагрев до 1050—1100 °С; выдержка при температуре 1050—1100 °С - 3—3,5 ч.

Нагретые отливки для закалки опускают в бак с проточной водой, имеющей температуру не выше 30 °С, и оставляют в нем до полного охлаждения. Температура воды в процессе закалки повышается до 50—70 °С. Продолжительность охлаждения отливок до температуры воды в большинстве случаев находится в пределах до 60 мин. Закалка отливок из одной печи в основном производится одновременно в двух баках. Пока первые поддоны охлаждаются в ванне, остальные поддоны с отливками находятся в печи. Общая продолжительность закалки всех отливок из данной садки в летний период иногда длится до 4—8 ч. Все это время отливки, уложенные на последнем поддоне, находятся в печи при температуре нагрева сверх установленной для них выдержки. Качество термически обработанной стали проверяется периодически определением ее микроструктуры и твердости.


Комментарии: 0

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр справа: код подтверждения

Главная » Статьи » Отливки из стали 110Г13Л » Выплавка стали 110Г13Л в дуговых электропечах под основным шлаком
Порекомендовать
Добавить в закладки