Файл: Сергеев, А. Б. Вакуумный дуговой переплав конструкционной стали.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 76

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

А н ал оги чн ая зависим ость выполняется и для р асстоя ­ ний м еж д у центрами элементов ячеистой структуры , ко ­ торы е, подобно осям дендритов первого порядка, растут

вглавном направлении кристаллизации .

Дл я многокомпонентны х сплавов и, в частности, для

стали в ф о р м ул у (48) следовало бы ввести обобщ енные характеристики т', С0 и к’л. Е сли учесть, что тем пера­

турный интервал кристаллизации сплава равен

то для стали

Л Гкр -

n C o V - t o ) t

(49)

 

k<S

 

и других слож ны х сплавов м ож но записать

 

 

*, = « V

b T lpk’0DIGnw.

(50)

Э т а ф о р м у л а , несмотря на затруднительность

оценки

величины

k’0,

позволяет

судить о влиянии основны х п а ­

 

рам етров затвердевания на дисперсность первичных осей

дендритов. И м ею тся экспериментальны е данны е

[75, 87,

8 9 ], подтверж даю щ и е прямо пропорциональную

зави си ­

мость

1\

от (ДГкр/G Hny),/2.

 

 

Значительно слож нее дать количественное описание

расстояний м еж д у вторичными ветвями дендритов

k.

Эти

 

расстояния , по-видим ом у, правильнее считать функцией средней относительной скорости затвердевания, т. е. про­

долж ительности пребы вания м еталла в

двухф азн ом со ­

стоянии т,ф. Соответствую щ ая

ф орм ула

имеет вид

1-2= К

Р>

(51)

где ß и п— постоянны е, причем показатель степени п, по

разны м данны м , составляет от 0,25

[75]

до

0,39 [9 1].

В заклю чение необходимо отметить,

что

мы

отнюдь не

случай н о уделили так много внимания влиянию р азли ч ­ ных ф акторов , преж де всего температурного градиента и линейной скорости затвердевания, на дисперсность кристаллической структуры м еталла. Д е л о в том , что м еж - осиы е пром еж утки представляю т собой пространствен ­ ную характери сти ку дендритной химической неоднород­ ности, которая наряду с абсолю тны ми значениями к о эф ­ фициентов ликвации , а нередко д а ж е в больш ей степени, чем эти коэф фициенты , предопределяет уровень гом оген­ ности деф орм ированной стали.

И звестн о [8 3 ], что наиболее характерны м п роявле­ нием дендритной неоднородности в такой стали является

9!

131

структурная

полосчатость (рис. 56). Е е

усиление со п р о ­

вож д ается

заметны м сниж ением

свойств

м етал л а ,

и в то

ж е время

очевидна связь степени

развития полосчатости

с дисперсностью дендритной структуры .

 

(степень

Т а к ,

в деф орм ированной стали З О Х З С Н М Ф В

обж ати я

3)

при увеличении ди ам етра

слитка

с

200 до

460 мм балл

структурной полосчатости

(по ш кал е

Г О С Т

Рис. 56. Структурная полосчатость дефор­ мированной стали ЗОХЗСНіѴѴВФ. ХІ00

801— 60 для

подш ипниковой

стали )

возрос

с

1 до

3,5

(табл . 2 7 ).

Этот результат

явно следует

из

увеличения

расстояний

м еж д у осям и дендрнтов

(см .

табл . 2 6 ).

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

27

 

Влияние диаметра кристаллизатора

 

 

 

 

на структурную полосчатость

 

 

 

 

 

деформированной стали ЗОХЗСНМФВ

 

 

 

Диаметр кристаллизатора,

Размер кованой

Структурная полосча­

мм

 

заготовки, мм

 

тость,

балл

 

320

 

150

 

1,0—

1,5

 

400

 

200

 

1,5— 2,0

 

460

 

230

 

3 ,0 — 3,5

 

Исходный металл

200

 

2,5 — 3,5

 

132

 

 

 

Т а б л и ц а 28

 

Влияние деформации и термообработки

на структурную полосчатость стали ЗОХЗСНМФВ-ВД

 

 

слитка диаметром 460 мм

П о л о с ч а т о с т ь ,

Р а з м е р кованой

заготовки

Р е ж и м тер м ообработки

б ал л

230

 

В состоянии поставки

3,0—3,5

100

 

То же

4,0

230

 

Гомогенизирующий отжиг

1.0

230Гомогенизация и нормализа­ ция

Вэксперим ентах с этой сталью увеличение степени

деф орм ац ии не оказал о

сколько-нибудь зам етного влия ­

ния иа структурную полосчатость.

Сущ ественного о сл аб ­

ления

ее удалось достичь в

результате гом огенизирую ­

щ его

отж ига заготовки

(табл.

2 8).

О чевидно,

что эф ф е к ­

тивность такого отж ига

будет тем

вы ш е, чем

дисперснее

литая кристаллическая структура м еталла. П олучению такой структуры долж но способствовать проведение пе­ р еп л ав а при относительно небольш ой скорости , когда у всех участков ф ронта затвердевания обеспечивается д о ­

статочно высокий температурны й градиент.

 

Соблю ден и е этого

условия позволяет одновременно

и збеж ать образования

некоторы х деф ектов

м акрострук ­

туры слитка.

 

 

ЛИКВАЦИОННЫЕ ДЕФЕКТЫ МАКРОСТРУКТУРЫ

В структуре слитков В Д П в зависимости

от их со ста ­

ва и условий получения иногда обн аруж и ваю тся д еф ек ­ ты явно ликвационного происхож дения д в ух разновидно­ стей. О д н у из них м ож но квалиф ицировать как встр еча­ ю щ ую ся и в обы чны х слитках внеосевую неоднородность. В то р ая специф ична для слитков В Д П и получила н азва ­

ние «пятнистая л и квац и я »1.

возникновения этих

В настоящ ее время об услови ях

деф ектов известно гораздо больш е,

чем о м еханизм е их

обр азован и я , особенно пятнистой ликвации (внеосевая

неоднородность изучалась и ранее,

на обычных

слитках

1 Более точным представляется термин

«пятнистая

неоднород­

ность».

 

 

133

и о тл и вк ах ). М ы считаем полезны м познаком ить читателя с особенностями указан н ы х деф ектов и рассм отреть ос­

новные способы их предупреж дения .

Пятнистая ликвация представляет собой р азн ови д ­ ность локальной химической неоднородности стали . И на

продольны х, и на поперечны х тем плетах она вы является в виде небольш их участков повыш енной травпм ости , при ­

чем на продольны х р азр езах эти участки

располож ены

 

 

по контуру ж и дкой

ванны

 

 

(рис.

5 7),

а

на

попереч­

 

 

ных

они

ориентирую тся

по

 

 

р ад и усу ,

но,

как

правило ,

 

 

см ещ ены

один

относительно

 

 

другого таким о бр азо м , что

 

 

создается

картина

зав и хр е ­

 

 

ния (рис. 57).

 

 

 

пятни­

 

 

Степень

развития

 

 

стой ликвации в сл и тках в

 

 

зави сим ости от условий

пе­

 

 

реплава

м ож ет

быть

сам ой

 

 

различной .

Э то

 

учтено

в

 

 

Г О С Т 10243— 62

на

м ак р о ­

Р и с . 58. П я т н и с т а я л и к в а ц и я в д е ­

стр уктур у

стали

 

(рис. 58).

О тличительная

 

особ ен ­

ф о р м и р о в а н н о й

с т а л и В Д П ( ш к а л а

 

Лг9 36 Г О С Т

10 24 3 -6 2, б а л л 5)

ность

участков

повыш енной

134

Т а б л и ц а 29

Результаты мпкрорентгеноспектрального анализа металла с пятнистой ликвацией

 

С т а л ь

С г

 

С о д е р ж а н и е , %

 

T i

 

 

S i

I

M n

 

25Х2ГІТТА

1,90

 

0,52

 

1,37

 

 

 

1,42

 

0,37

 

1,17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30ХГСНА

1,40

 

1,27

 

1,41

 

 

 

1,10

 

1,08

 

1,12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12X2H4A

1,82

 

0,22

 

0,62

 

 

 

1,53

 

0,21

 

0,45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40XH2CMA

1,01

 

1,00

 

0,76

 

 

 

0,93

 

0,87

 

0,61

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П p и м е ч а н и e . В ч и сл и т е л е — р е зу л ь т а т ы а н а л и з а т е м н о го п я т н а , в з н а ­

м е н а т е л е — о сн о в н о го м е т а л л а .

 

 

 

 

 

 

 

 

травим ости — крайне

редкое

располож ени е

в них

ден ­

дритны х осей (см . рис.

61).

В о кр уг каж дого

такого

у ч а ­

стка

о бн ар уж и вается

при

небольш ом

увеличении

свет­

л ая

кром ка из

очень м елких

кристаллов,

а

в центре —

грубы е поры усадочного происхож дения.

 

 

 

М икрорентгеноспектральны м

анализом 1 обнаруж ено

зам етное повыш ение концентрации хр о м а ,

крем ния,

м а р ­

ган ц а и титана

(табл .

29)

в

ликвационны х

пятнах по

сравнению с основным м еталлом .

В м икроструктуре пятен обн аруж и ваю тся сравни тель­ но крупны е неметаллические вклю чения, характер кото­

ры х зави сит от состава

стали . Т ак , в м еталле, не содер ­

ж а щ е м

титана (1 2 Х 2 Н 4

А

и З О Х Г С Н А ) ,

это п реи м ущ ест­

венно

сульф иды

ж ел еза

 

и м арган ц а. В

стали с неболь­

ш ими добавк ам и

титана

(2 5 Х 2 Г Н Т А

и 4 0 Х Н 2 С М А ) в

пятн ах

обн ар уж и ваю тся

тонкие нем еталлические вклю ­

чения розового цвета с серым оттенком, расп ол агаю щ и еся

в основном

по границам зерен, иногда в виде

эвтекти­

ки (рис. 5 9).

П о м еталлограф ическим признакам

они мо-

1 Локальный анализ состава металла в участках различных форм макронеоднородностп выполнен в работе, проведенной совместно с Е. Б. Качановым.

135

Смотрите также файлы