СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
27
1.2. Влияние параметров металлооболочковых форм на
скорость кристаллизации, структуру и свойства стальных
отливок
Исследования проводили на отливках типа плит с размерами
300
330
30 мм и 600
680
130 мм. Отливки получали из специальной
(низколегированной) стали A
ℓ
9. Выбранная толщина плит и их размеры весьма
близко соответствуют характеристикам производственных отливок и дают
возможность наиболее строго учесть влияние масштабного фактора и
конфигурации, что позволяет перенести экспериментальные результаты на
реальные фасонные отливки. Сталь выплавляли в электродуговой печи ДСП-1,5
с основной футеровкой. Раскисление металла проводили комплексным
раскислителем (2 кг/т –
SiCa; 0,6 кг/т – FeCe; 0,6 кг/т – Ti). Температура
заливаемого металла во всех опытах составляла 1560±10
С.
Для выяснения влияния теплофизических свойств смесей на скорость
кристаллизации тонкостенных отливок были залиты плиты толщиной 30 мм из
углеродистой стали 30Л в формы с высокой и низкой теплопроводностью
(состав 4 и 6, табл. 1.8). Скорость кристаллизации изучали по методике
Хворинова, для этого из продольных темплетов вырезали шлифы по сечению
отливок. Подсчет скорости кристаллизации производили по осям 2-го порядка,
шлифы травили в реактиве Обергоффера. Исследование проводили на
микроскопе МБС-1 при увеличении 8. Результаты исследования показали, что
скорость кристаллизации изменяется с 1,45 см/мин (состав 6) до 0,73 см/мин
(состав 4), т.е. в 2 раза.
Для выяснения влияния толщины облицовочного слоя и интенсивности
охлаждения наружной поверхности металлооболочковых форм на скорость
кристаллизации и дендритную структуру заливали отливки типа плит из
низколегированной стали.
В качестве облицовочного слоя металлооболочковых форм служила
наиболее распространенная в производственных условиях керамическая смесь
(состав 1, табл. 1.8). Толщина облицовочного слоя составляла 5, 15, 30 мм.
Толщина металлической опоки 2 мм, охлаждение металлооболочковых форм
после заливки жидким металлом производили на воздухе (естественное) и
водовоздушной смесью. Для сравнения получали контрольные отливки в
песчано-глинистой форме. Результаты исследования представлены в табл. 1.9.
Анализ табл. 1.9 показал, что скорость кристаллизации зависит от
параметров металлооболочковой формы. Самая низкая скорость кристаллизации
у отливок, залитых в песчано-глинистые формы, наиболее высокая – при
принудительном охлаждении металлооболочковых форм с толщиной
облицовочного слоя 5 и 15 мм.
Это подтверждается и анализом дендритной структуры. Особенно заметна
разница в дендритной структуре на образцах, вырезанных из центральных зон
