ЭКЗОГЕННЫЕ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ

⇐ ПредыдущаяСтр 22 из 34Следующая ⇒

Экзогенные включения — это включения, случайно попавшие в расплав, например, в результате химической или механической эрозии огнеупоров кладки печей и ковшей, материалов форм и стержней. Иногда экзогенные включения успевают прореагировать с компонентами жидкой стали и становятся подобными эндогенным. Это вызывает трудности при их идентификации.

При заливке форм расплав, падая и передвигаясь с большой скоростью по каналам литниковой системы, оказывает механическое и химическое воздействие на материал формы, способствуя активной эрозии. Отрыв зерен песка от формы происходит непрерывно и с увеличением массы заливаемого металла возрастает. Например, при производстве отливок массой более 20 т скорость движения металла в канале литниковой системы превышает 1 м/с при удельном расходе стали от 15 до 20 кг/с. С увеличением массы отливок продолжительность контакта расплава с элементами формы возрастает, что усиливает эрозию песчаных форм. Увлекаемые струей металла зерна формовочной или стержневой смеси попадают в объем отливки. Силикатные включения хорошо смачиваются жидкой сталью и поэтому легко вовлекаются в тело отливки. Кроме того, поскольку в составе расплава всегда присутствуют оксиды компонентов стали, то указанные частицы кварцевого песка, соединяясь с ними, образуют различные комплексные соединения (например, алюмосиликаты), которые не успевают всплыть при затвердевании металла и остаются в отливке.

Чем выше отношение концентрации марганца к концентрации кремния, тем больше сталь загрязняется неметаллическими включениями.

При эрозии формы появляется большое количество легкоплавких шлаковых частиц, которые коагулируют и образуют крупные (до 2000 мкм) глобулярные включения. При заливке перегретой стали количество крупных, беспорядочно расположенных грубых экзогенных включений возрастает, что заметно ухудшает свойства металла отливок.

На пораженность отливок экзогенными включениями существенно влияют вид формы, свойства формовочных и стержневых смесей, конструкция литниковой системы, размеры и конфигурация отливок.

При использовании сырых песчаных форм загрязненность отливки экзогенными включениями возрастает. Это обусловлено более низкой прочностью, в том числе и поверхностной, высокой влажностью форм. В этом случае возрастает количество как оксидных, так и силикатных включений.

Включения могут образовываться также в результате взаимодействия жидкой стали с огнеупорами печи и ковшей. Масса разрушенных огнеупоров ковша за одну разливку составляет 0, 2—0, 5 % от массы плавки.

Таким образом, при производстве стальных отливок основная доля экзогенных включений образуется из материалов формы, причем их состав и свойства, включая огнеупорность, играют первостепенную роль.

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ЭКЗОГЕННЫХ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ

К основным мерам, предотвращающим образование экзогенных неметаллических включений, относятся:

— использование формовочных и стержневых смесей, обладающих высокими прочностью, поверхностной прочностью, огнеупорностью, что уменьшает их эрозию. При производстве средних и крупных стальных отливок предпочтение следует отдавать формовке по сухому;

— использование литниковой системы, как правило, расширяющейся без резких поворотов, обеспечивающей заполнение всего объема формы металлом и исключающей окисление стали в процессе заливки;

— использование огнеупорных красок, исключающих взаимодействие расплава с материалом формы;

— выбор оптимального режима заливки формы;

— исключение заливки металлом с высоким перегревом;

— заливка хорошо раскисленным металлом во избежание взаимодействия оксидов компонентов стали с оксидами формовочной смеси;

— очистка форм перед заливкой.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Виды неметаллических включений в стальных отливках.

2. Эндогенные неметаллические включения и условия их образования.

З. Классификация эндогенных неметаллических включений по времени их образования.

4. Источники неметаллических включений в отливках.

5. Форма состояния неметаллических включений.

6. Роль неметаллических включений в формировании свойств стали в отливках.

7. Методы снижения негативного влияния неметаллических включений на свойства стали в отливках.

8. Удаление неметаллических включений.

9. Экзогенные неметаллические включения, их источники.

10. Меры по предотвращению образования экзогенных включений.

Глава 6

ЛИТЕЙНЫЕ СВОЙСТВА СТАЛИ

Основными характеристиками технологичности сталей являются их литейные свойства определенная совокупность физических, тепло-физических, физико-химических и других свойств, проявляющихся комплексно на различных этапах получения отливки и оказывающих непосредственное влияние на ее качество.

В общем случае литейные свойства представляют собой показатели или величины, характеризующие поведение сплавов при изготовлении из них отливок.

Литейные свойства проявляются в области жидкого состояния сталей, при затвердевании, в жидко-твердой и твердо-жидкой областях, в твердом состоянии. Они могут совпадать с физическими и химическими свойствами сталей (например, температуры ликвидуса и солидуса, вязкость, склонность к поглощению газов, к образованию неметаллических включений и др.) или представлять собой тот или иной комплекс физико-химических свойств (например, жидкотекучесть, трещиноустойчивость, усадка, ликвация и др.).

ЖИДКОТЕКУЧЕСТЬ СТАЛИ

⇐ Предыдущая 17 18 19 20 212223 24 25 26 Следующая ⇒