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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 67

Скачиваний: 0

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

Эти результаты согласую тся

с данны ми многих

д р у ­

гих исследовани й , в том числе и с полученными

на

ме­

тал ле В Д П . Н ап р и м ер , авторы

[102] не смогли

о бн ар у ­

ж ить на электронном м пкроанализаторе каких-либо р аз ­ личий в составе м еталла темных и светлы х колец. Н е н а ­

б л ю д ал о сь

т ак ж е

разницы

 

 

 

в п о казател я х мнкротвердо-

 

 

 

стн

it

в

содерж ан и и

угл еро ­

 

 

 

д а

в

ст р у ж к е ,

отобранной

 

 

 

из участков с разной струк ­

 

 

 

турой

сверлом

диам етром

 

 

 

0,35 м м .

К а к

указы ваю т д а ­

 

 

 

лее авторы этой работы , и

 

 

 

светлы е,

и темные кольца в

 

 

 

слоистой

структуре

 

содер ­

 

 

 

ж а л и

участки ,

которые т р а ­

 

 

 

вились

либо

сильно,

либо

 

 

 

сл аб о ,

но

в

светлы х

коль­

 

 

 

ц ах

п реоблад али последние.

 

 

 

 

В

то

ж е

время

четкое

 

 

 

вы явление послойной крис­

 

 

 

таллизации на

серном

отпе­

Р и с .

6

 

чатке

в

виде

осветленны х

S . Д е н д р и т н о е стр о ен и е ли то й

полос свидетельствует о том,

лс тиазлаиц иI2е йX 2{Hп 4о пAеречс пно слы йо йрнаозйр екзр)и. сХт 3а л,5­

что не исклю чено некоторое

 

 

 

зональное

обеднение тонких

и другими

сильно л и д и ­

слоев

м еталла

серой,

а так ж е

рую щ им и элем ентам и .

 

 

 

 

 

Светлый контур

представляет

собой

сравнительно

грубую

 

 

 

 

разновидность

слоистой структуры . Н а продоль­

ных м акротем плетах он вы является в виде яркой поло ­

сы , располож енной у края слитка вдоль его образую щ ей

(рис. 6 9).

Н а поперечны х тем плетах литого и деф ор м и ­

рованного

м еталла деф ект

представляет собой

светлое

кольцо пониженной травимости . И ногда м ож но

н абл ю ­

дать в одном сечении ср азу два кольца

(рис. 70).

 

 

К ристаллическое строение светлого контура вы глядит

необычно

(рис. 71). Н а поперечны х р азр езах видно,

что

собственно контур состоит из коротких,

утолщ енны х,

р а ­

ди ально ориентированны х

кристаллов,

лиш енны х

боко ­

вы х ответвлений. Границы

м еж д у ними тонкие,

и,

судя

по их травим ости , они обогащ ены примесями примерно

так ж е , как и м еж осиы е участки в

обычной структуре.

Строение светлого контура

характеризую т такж е


Р п с . 69.

М а к р о с т р у к т у р а

п р о д о л ь н о г о т с м п л е т а

с л и т к а

д и а м е т р о м 400

м м с т а л и I2 X 2 H 4 A со

 

с в е т л ы м к о н т ур о м

 

Р п с . 70. С в е т л ы й к о н т у р в д е ф о р м и р о в а н н о й с т а л и В Д Г Г ( ш к а л а 10а,

снимки

Г О С Т

10243— 62, б а л л 5)

 

перпенди­

тангенциальны х

ш лиф ов, вы резанны х

кулярно р ад и усу слитка

по светлом у

контуру

(рис.

71, в,

г).

Н а

этих ш л и ф ах светлый контур

вы является в

виде

 

вы тянуты х вертикально кристаллов толщ иной 30— 40 мкм

с тонкими

границам и м еж ду

ними. Т ак ая

картина полу ­

чена именно в тех участках

ш лиф ов,

где светлый контур

п опадал в

разр ез

(слева

на рис. 71, б

и

сп р ава иа

рис 7 1 ,г ) .

 

 

 

 

 

как и в сл учае по ­

М икроспектральное исследование,

слойной кристаллизации ,

не

выявило

сущ ественной р а з ­

ницы в ликвации хр о м а ,

хотя

его содерж ание в светлом

контуре (I)

и в осях и в м еж осны х участ ках

несколько

понизилось

(сталь

12Х 2 Н 4 А )

по сравнению

с

основным

м еталлом (II)

 

 

 

I

 

и

 

 

Содержание хрома, %:

 

 

 

 

 

по оси........................

1,3

 

1,65

 

 

в межосном участке.

1,65

 

1,83

 

Степень ликвации, %

21,2

15,3

 

 

153


 

 

 

Т а б л и ц а 36

 

Содержание некоторых элементов

 

 

в зоне светлого

контура

 

М е с т о о тб о р а п р об ы

 

С о д е р ж а н ію , %

 

S

Р

с

Светлая полоса

0,007—0,008

0,008—0,009

0,14—0,16

Основной металл

0,009—0,010

0,009

0,15—0,17

П р и м е ч а н и е .

И с с л е д о в а л и с л и т о к

д и а м е т р о м 320 м м

с т а л и 1 2 Х 2 Н 4 А ,

с т р у ж к у о т б и р а л и св е р л о м д и а м е т р о м I м м .

Р и с . 71. Д е н д р и т н о е ст р о ен и е с т а л и І2 Х 2 Н 4 А с о

св е т л ы м к о н т у ­

а

р о мб:

— п о п ер е ч н ы й

 

р а з р е з .

Х 5 ;

 

— п о п е р е ч н ы й р а з р е з , Х З ;

 

 

е , г — т а н ге н ц и а л ь н ы е р а з р е з ы п о с т р е л к а м

А и Б .

Х 5

154

Д ан н ы е хим ического а н а ­ лиза ст р у ж к и , отобранной сверлом ди ам етром 1 мм (табл . 3 6 ), т ак ж е свидетель­ ствую т о некотором обедне­ нии светлой полоски сильно лпкви рую щ пм и элем ентам и к, в частности , углеродом и

серой .

П он и ж ен н ая концен­

трация

серы подтверж дает­

ся четким вы явлением свет­

лого

контура

на

серны х от­

п ечатк ах (рис.

7 2), а ли к ­

вация

углерода — повы ш е­

нием

в этой

зоне доли ф ер ­

ритной

составляю щ ей

(рис. 73).

 

 

Влияние состава стали и условий переплава на степень развития слоистой структуры

Р и с . 72. 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 го т е м п л е т а

в е р х н е й

ч а ст и

сл и т к а ст а л и 12 Х 2 Н 4 А д и а м е т р о м 320 м м с ф и к с а ц и е й ж и д к о й в а н н ы . В к р а е в о й зо н е в и д ен св ет л ы й к о н ­ т у р — п р о д о л ж е н и е в е р т и к а л ь н о го у ч а с т к а ф р о н т а з а т в е р д е в а н и я

Н а склонность конструк­ ционной стали разны х м арок к образованию послойной

кристаллизации и светлого контура влияет преж де все-

Р н с . 73.

М и к р о с т р у к т у р а

ст а л и 12 Х2 Н 4 А в зо н е

св ет л о го

к о н т у р а

(а) и н а

п о ­

л о в и н е

р а д и у с а с л и т к а

( б ); т р а в л е н и е 2 % -пы м

р аст в о р о м

H N O

3

в

с п и р т е .

X 100

 

155


го содерж ан и е углерода (рис. 74).

В

отличие

от пятни­

стой ликвации пораж енность м еталла слоистостью

с р о с ­

том

углерод а ум ен ьш ается . Э то

подтвер ж дает и

стати ­

стическое

исследование, проведенное на

п л ав к ах

стали

1 2 Х 2 Н 4 А ,

вы плавленны х по одной

и той

ж е технологии.

П р и

этом

бы ла установлена т ак ж е

статистически

д о ст о ­

 

 

 

 

 

верная

зави си м ость от­

 

 

 

 

 

браковки

по

слоистой

 

 

 

 

 

структуре

от

со д е р ж а ­

 

 

 

 

 

ния серы : с увеличени ­

 

 

 

 

 

ем последней б р ак воз­

 

 

 

 

 

растает .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В лияние электри че­

 

 

 

 

 

ского р еж и м а п ер еп л а ­

 

 

 

 

 

ва

и сследовали

на се ­

 

 

 

 

 

рии опы тны х плавок

 

 

 

 

 

стали 1 2 Х 2 Н 4 А ,

прове­

 

 

Содержаниеуглерода, %,

денны х

в

период

о св о ­

 

 

 

 

 

ения в

к р и сталл и зато ­

нРости с .ь

74к. оВн лстиряункицеи оунгнлоейр о дста

анлаи п опроасжл ое нй ­­

р ах

ди ам етр ом

320,

400

мм

 

и

сечением

н ой к р и с т а л л и з а ц и е й и св ет л ы м к о н ­

4 2 0 X 4 2 0 м м . Э л е к т р о ­

 

 

 

т у р о м

 

ды

были

приготовлены

плавки .

В

каж дом

 

из

одной

исходной

кристаллизаторе

меняли

от плавки

к п лавке

си лу тока

дуги . П о сл е

деф орм ации

слитков и

удалени я головной и донной обрези от них отрезали п р о ­

бы

для

контроля

м акроструктуры

(от в ер ха ,

середины

и

низа

сл и т к а ). Н а полученны е результаты

(табл . 37)

влияло

сл абое

вращ ение м еталл а ,

для

ликвидации

которого

в

этом

сл учае

не

предприним алось

н и к а ­

ких мер.

 

 

м ож н о видеть, что

 

наиболее

п о р аж ен а

 

Т ем

не менее

 

всеми

деф ектам и

ниж няя

часть слитка и что си ла тока

сказы вается

на появлении

послойной

кристаллизации и

светлого контура ди ам етр ально противополож ны м

о б р а ­

зом . Е сл и при низком токе

обр азуется , как прави ло , по ­

слойная

кр и стал л и зац и я 1, то при вы соком — светлы й кон ­

тур . К р о м е

светлого контура,

при

м акси м альн ы х

для

к аж д ого

кри сталли затора

значениях

тока

о б н а р у ж и в а л ­

ся значительны й р астр ав осевой зоны слитка.

 

 

 

1 Речь

идет о послойной кристаллизации, распространяющейся

на большую часть сечения макротемплетов.

 

 

 

 

 

156