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: 71

Скачиваний: 0

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

Р и с . 61. Д е н д р и т н о е стр о ен и е у ч а с т к о в с л и т к а , п о к а з а н н о го н а р и с. 60 с п е р е х о д н о й ст р у к т у р о й (ст р ел к а м и п о к а з а н ы у ч а с т к и

а

н ер а зв и то й п я тн и ст ойб

л н к в а ц н и ) . Х З :

 

— в ы к л ю ч е н и е с о л е н о и д а ;

— в к л ю ч е н и е с о л е н о и д а

явления в двухф азной области

зам к н уты х м еж д ен др и т ­

ных объемов с повыш енной за

счет действия

вращ ения

концентрацией примесей п с

пониж енной в

результате

этого температурой

кристаллизации . О ст а в а я сь дли тель ­

ное время в ж и дком

состоянии ,

они м огут увеличиваться

в разм ере за счет окр уж аю щ его м еталл а .

Закан чи в ая рассм отрение пятнистой ли кваци и , необ­

ходимо

отметить, что

представленны й м ехан и зм

о б р а зо ­

вания

этого деф екта,

по-ви дим ом у, н уж д ается

ещ е в

некоторой дальнейш ей

р азр аботке и детали заци и .

В ч аст ­

ности, неясным пунктом остается хар актер н аклон а лпквационны х участков к ф ронту затвердеван и я . В о зм о ж н о ,

что эти и некоторые другие

особенности

пятнистой л и к ­

вации окаж ется возм ож ны м

объяснить

в р а м к а х новых

представлений о м еханизм е

возникновения другого д е ­

фекта — внеосевой неоднородности .

 

Внеосевая неоднородность.

Э т о т деф ект кри сталли че­

ского строения, так ж е как

 

и пятнистая

ли квац и я , пред ­

ставляет собой одну из ф орм локальной хим ической не­ однородности. Он возникает чащ е всего в крупны х стал ь ­

ных

сли тках

и отливках, затвердеваю щ и х в и злож н и ц ах

или

ф о р м ах ,

но встречается

т ак ж е

и в сл и тках , п о л у чае ­

мы х

м етодами переплава р асхо д уем ы х

электродов. И с ­

следование

услови й , которые

соп р овож даю т появление

в таких слитках и, в частности ,

при В Д П

внеосевой

неод­

нородности,

необходим о преж де

всего

для того,

чтобы

предупреж дать образование

д еф екта, но, помимо

этого,

такое

исследование долж н о

способствовать раскры тию

м еханизм а его возникновения.

 

 

 

 

Н а

продольны х м акротем плетах из слитков В Д П вне­

осевая

неоднородность вы является

обы чно в виде

полос

повыш енной травим ости , ориентированны х почти верти­

кально,

без характерн ого А -об р азн о го наклона (рис.

62).

Н и ж н я я

часть слитка свободна от неоднородности .

Н а

поперечны х тем плетах деф ект обн ар уж и вается в виде то ­

чек или пятен, относительно равном ерно

р асп олож ен н ы х

в кольцевой зоне примерно на середине

р ади уса слитка.

Н а рис.

62 четко проявляется ещ е одна хар ак тер н ая

осо ­

бенность

р асполож ен и я внеосевой неоднородности :

ш н у ­

ры зани м аю т в основном область перехода от столбчатой структуры к мелкой неориентированной.

Д л я иллю страции внеосевой неоднородности не сл у ­ чайно взят слиток ж ароп рочн ого сп л ав а . Д е л о в том , что в конструкционной стали при В Д П в кр и сталл и затор ах

142

143

Р и с . 02.

М а

к р о с т р у к т у р а в ер хн ей ч а ст и

с л и т к а

В Д П

д и а м е т р о м 3S0

м м

с п л а в а

Х П 7

7 Т Ю Р с в н е о сев о й л и к в а ц и е й

(си л а

т о к а

п е р е п л а в а — 7

к А )

ди ам етром до 400 мм этот деф ект обычно вообщ е не встречается . И лиш ь в более крупны х слитках при ускорен ­ ном их наплавлении неоднородность появляется и в кон ­ струкционной стали либо в виде усиленного внецентрен-

ного

р астр ава

(рис.

,-

 

 

 

 

 

 

6 3 ),

либо в

ее

типич-

 

 

 

 

 

 

пой

ф орм е

 

(рис.

64).

f

 

 

 

 

 

 

Н аб л ю д ае т ся

отчетлн-

 

 

 

 

•

,.V

вая зависим ость степе­

'

х V

„ *

\ '

ни развития

ш нуров в

"4

- ',ч ,'

''! е т

крупны х сли тках от со-

‘

 

 

 

 

 

д ер ж ан и я

в

м еталле

)

 

 

 

 

 

 

сильно

ликвнрую щ нх

 

• д

 

 

 

 

 

прим есей .

Т ак ,

д о б ав ­

к

 

 

 

 

 

ка

в

ж и д кую

ванну

 

 

 

 

 

 

сернистого

ж ел еза

ч а с ­

 

 

 

 

 

 

 

то приводила к появ­

 

 

 

 

 

 

 

лению

деф екта

в соот­

 

 

 

 

 

 

 

ветствую щ ей

области

 

 

 

 

 

 

 

сли тка, хотя в

см е ж ­

 

 

 

 

 

 

 

ных

у ч аст к ах ,

н ап л ав ­

ЗР Он сХ.Г С63.Н А -ВВ нДе цизе н тсрлеиішт кыаіі д ир аамс тертарво м в

460с т амлми

ленны х

при

тех

ж е

у с ­

лови ях,

ш нуров

не

н а ­

( В Д П

при си л е

т о к а

12 к А ,

ф р а г м е н т з а ­

бл ю д ал ось .

 

 

 

 

 

готовки 200X200 м м )

 

Т а б л и ц а 33

Условия кристаллизации металла при разной скорости наплавления

 

 

<*2,7 к г/м и н

С к о р о ст ь н а п л а в л е н пя

> 3 ,6

кг/м м н

 

 

 

 

 

 

 

1.

Жидкая

панна

имеет

полу­

1. Форма жидкой ванны ко­

сферическую форму. Фронт кри­

нусообразная. На значитель­

сталлизации слабо наклонен к го­

ном протяжении фронт кри­

ризонтальной

плоскости

 

 

сталлизации

круто

наклонен

2. У фронта кристаллизации на

к горизонтали

 

 

 

2. В осевой части слитка

всех его участках имеется замет­

температурный

градиент у

ный температурный

градиент, не­

фронта затвердевания

незначи­

смотря

на относительно

 

низкую

телен, что проявляется в обра­

температуру

поверхности

панны.

зовании зоны

неориентирован­

В результате этого слиток по все­

ных кристаллов

 

 

му

сечению

имеет

столбчатую

 

 

 

 

 

структуру

с высоким

темпера­

3.

В слитке,

начиная пример­

3.

В

связи

турным

градиентом

протяжен­

но с серсдны радиуса, разви­

ность двухфазной зоны

невелика

вается

широкая

двухфазная

 

 

 

 

 

 

 

зона

 

 

 

 

Р и с . 6-1. С е р н ы й о т п е ч а т о к с п р о д о л ь н о г о т е м п л е т а в е р х н е й ч а с т и к р у п ­ н ого с л и т к а ст а л и 2 0 Г — Б Д с в н е о сев о й н е о д н о р о д н о ст ь ю

Склонность ж ароп рочн ы х

сплавов разного со става к

образованию

деф екта т а к ж е

неодинакова. Т а к , в сплаве

Х Н 6 7 М В Т Ю

внеосевая

неоднородность

появл ял ась у ж е

в слитке ди ам етром 280

мм

при силе

тока переплава

144

4,1 к А ,

в то время как в сплаве Х Н 7 7

Т Ю Р при тех ж е у с ­

лови ях

неоднородности не было [9 5

]. О м а о б н ар у ж и в а ­

л ась в этом сплаве лиш ь

в более крупны х слитках (диа­

метром

380 мм) при силе

тока > 4 ,5

к А . Такой силе тока

соответствует скорость

плавления 2,6— 2,8 кг/мин. П ри

скорости более 3,4— 3,6 кг/мин образую тся шнуры внеосе­

вой

неоднородности ,

распространяю щ иеся на значитель­

ную часть высоты слитка.

 

различия

в

условиях

М о ж н о отметить

следую щ ие

кристаллизации м еталла при медленном и бы стром

н а ­

плавлении слитка

[96] (табл. 33).

 

 

 

 

 

Э ти особенности быстрого и медленного наплавления

слитков

необходим о

учиты вать

при

обсуж дении

воз­

м ож ного

м еханизм а

образования

внеосевой

неодородно-

стн.

Ц ел ь ю этого обсуж дения является рассм отрение но­

вы х

ф акторов,

которые появились

при

изучении деф екта

в сли тках В Д П ,

а так ж е описание повой интересной

ги­

потезы о м еханизм е образования ш нуров.

неоднород­

П ри

описании

происхож дения

внеосевой

ности чащ е всего исходят либо из того,

что шнуры пред ­

ставляю т собой

результат перемещ ения в слитке газовы х

пузы рей

[80]

или

обогащ енного

примесью р асп л ава

[82] снизу вверх,

либо , что

они образую тся

в

результа­

те

перемещ ений

 

сегрегированной

ж идкости

в

глубине

разветвленной

 

двухф азн ой

области ,

ком пенсирую щ их

уменьш ение объем а при затвердевании

[9 7 ]. Э т а послед ­

няя гипотеза, вы двинутая В .

М . Тагеевы м и Ю .

Д . С м и р ­

новым на основе проведенны х ими экспериментов, полу ­

чила

в последние годы ряд дополнительны х подтверж де­

ний, в том числе при

исследовании слитков, полученны х

в вакуум е

[95, 9 6 ].В

этой гипотезе

учиты ваю тся

все

основны е

процессы , сопровож даю щ ие

затвердевание и,

в частности ,

сущ ествование развитой

двухф азн ой

зоны

с увеличением концентрации примесей по

ее

глубине,

ум еньш ение

 

объем а м еталла, приводящ ее

к о б р азо в а ­

нию микропустот, которые могут заполняться

обогащ ен ­

ной ж идкостью из вы ш ележ ащ их участков

двухф азн ой

области .

Н а р я д у с этим рассм атри ваем ая

гипотеза

им е­

ет ещ е одно

важ ное

преимущ ество перед

многими

д р у ­

гими, в том

 

числе и перед появивш имися

сравнительно

недавно

[9 8 ]: она объясняет наиболее сущ ественны е о со ­

бенности

м орфологии

ш нуров. П р а в д а , с этой точки зр е ­

ния

каж ет ся

удовлетворительной и «водородная »

гипо­

теза

Н . И .

Х вор и н ова, однако она опровергается

как

10— 995

145

Смотрите также файлы