Способ получения отливок из стали Советский патент 1979 года по МПК B22D27/20 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ СТАЛИ

Изобретение относится к области литейного производства и металлургии и может быть использовано при .изготовлении отливок слитков непрерывнолитых заготовок из низколегированных сталей легированных селеном или теллуром . Известен способ получения отливок из сталей, легировашных селеном (тел луром) , согласнокоторому легирукяцие материалы вводят в сталь, или сплав в виде стержней, изготовленных из лигатуры, полученной на. основе туго;Плавких соединений этих металлов, равномерно распределенных в железе 1. Осуществление данного метода возможно только с помощью специальных приспособлений при обработке не|больших ковшей емкостью до 100 кг., выдержка металла в ковше и перелив жидкогометалла после легирования пр заполнении формы приводят к дополнительным значительным потерям (теллура) , требуемое качество ..дтливо не достигается, Известен также способ получения ОТЛИВОК (слитков) из стали, легированной селеном (теллуром), по которому эти добавки в элементарном -виде вводят в жидкий металл в форму (изложницу) в конце разливки, когда уже образовалась твердая корочка 2. Недостатки данного способа заключаются в том, что ввод добавок не обеспечивает высокое усвоение и равномерное распределение легирующих добавок в объеме слитка; в затвердевшей к моменту ввода.корке концентрация этих элементов будет незначительна, что крайне нежелательно, так как отсутствие селена (теллура) в поверхностных слоях отливки ухудшит прокаливаемость и обрабатываемость детали, т.е. сводит к минимуму общий эффект легирования; ввод технически чистого селена (теллура) в жидкую сталь в элементгфном.вияе,ГхаЕ актеризующегося высокой летучестью, приводит к большим потерям и выделению значительного количества вредных газообразных соединений. Цель изобретения - повышение степени усвоения легирующих материалов и равномерности их распределения. Для достижения этой цели легирую1цие материалы вводят в виде стальной дроби фракции 0,5-2,0 мм, содержащей 3-10% селена или теллура, в количесте 1-2% 3т вбса отливки, при этом идкая схаль, в которую вводят леги- , ующие материалы, имеет температуру перегрева на 20-60 С вышетемпературы ликвидус. .

По предлагаемому способу селен 5 (теллур) вводят в сталь в виде дроби, одержащей 3-10,% ,селёна (теллура), ;. . Непосредственно в npouecde эалолнения литейной , .Это прэв.сэляет п ослеДо вательно и равномерно обработать Q все объем расплава легируЩймй до- . 3авками и одновременно резко сокра- . тить потери селена (теллура1) Э% счет,, ;, ввода селена (теллура) в виде.лёги : рованной стальной дроби, где Ътй е элементы находятся, как обычно в ста- ли в виде прочлых соединений,, (селе- ; , вида и лителлурида железа) ,йглёю№зг кую упругбсть пара, что спосЬбствуёт-. снйжению потерь на испарение (возгон- ,:.ку) , уменьшению врёднБвс токсичных выделений. При этсм в технологическом процессе устраняется перелив ле ированного расплава при заполнении формы (иэложнищл, кристаллизатора) , что .также уменьшает потери селена (тел- 25 лура) .

Снижение температуры расплава, которое имеет место благодаря нгЖгрё- ву и пс5следующему пЛавленйю частиц дроби, объемный, ха:рактер и увеличение 30 скорости затвердевания расплава, обусловленные инокулирующим воздействием частиц, обеспечивают снижение потерь и более равномерное распределение легирующих добавок по сечению ,35 отливки,

, что чем выше температура расплава в момент ввода, ем ин.тенсивнее идет испарение добаёб1 7 тем больше потери селена (теллура). 0 11оэтому перегрев стали должен, быть минимальным, но достаточйЫм для,, расплавления частиц и полученйя годной отливки. Если перегрев ниже 20С, то дробь полностью Не расй {авяяётся (при нагреве и расплавлении 1% дроби температура снижается на 18-20 С) .Жидкая сталь переохлаждается ниж:е температуры ликвидус, отлийкй полу гак1тся с дефектами - недоливы, ё- слитийы, газовые раковины. При температУ5 © стали большей GOC, fiepeipes снимаегЬся неполностью, что приводит к увеличению испарения селена (теллура) , снижению равномерности усвоения, уменьшению эффекттанос ти, воз- , 55 , добавок -: : :

СйЦжениё потерь селена (теллура) обеспечивается также йысокой скордСтЩ заливки. 6днак ойрй5гд1ельном расходежидкой стали более 2,0 кг/См сек, вследствие малой продолАительмости заполнения формы вйёстй дробь полностью и равномерно не удается, В этом случае требуется , подача больших порций дроби вёдиницу времени, что приводит к неоднородности, перемерзанию литниковых каналов, браку отливок. При расходе стали меньше 1,0 кг/см сек увеличиваются потери селена (теллура) и равномерность усвоения, так как чрезмерно увеличивается продолжительность литья и уменьшается интенсивность замешивания дроби в расплав струей стали.

Более полное и спокойное усвоение селена (теллура) обеспечивается тем, ,чтр они вводятся в виде гранул (части сплава на основе железа;, летучесть и интенсивность испа:рёния (которая примерно пропорциональна содержанию легкоиспаряющегося компонента) в этом случае, намного ниже,.чем у истого элемента.Кроме того, в стайн селен (теллур) находится обычно в |виде прочных соединений. При. содержании в менее 3% селена (теллура) невозможно ввести необходимое его количество и получить требуемое содержание (0,06-0,15%) в стали вводе 1-2% дроби. При содержании этих эле-.... ментов.более 10% ,интенсивность испарения, барботажа существенно feoapacтает, что приводит к увеличени.ю потерь и снижении эффективностиметода.

С учетом требуемого оптимального возможно более низкрго перегревами требуемого эффекта количество дроби устанавливают в пределах 1-2%.- При введении менее 1% дроби- эффект легирования не достигаётся,. так как невозмоясно обеспечить .нужное содержа- ние селена (теллура) в стали. При больше 2% из-з-а с.нижения температуры расплава, повышения вязкости наблюдается Е еполное расплавление . ; и неравномерное ра :пределение частиц, по.явление скоплений дроби, качество :отливок ухудшаётся. .

Размер гранул установлен в таких пределах, чтобы достнгалЬсь их nOJijaoe расплавЛе.ние в сочетании с возможно мёньше.й реакционной поверхностью для снижения окисления и испарения. Если диаметр частиц меньше 0,5 мм, то реакционная поверхность чрезмерно велика, более мелкие, пылевидные чЬстицы не техноло.гичны, они легко рас сеиваются и теряются это приводит к увеличению потерь селена (теллура) и загрязнению атмосферы цеха. Частицы более 2,0 мм из-за большого размера и маСсы полностью не успевают расплав.ЯятьСЯ и образуют маКронеоднородноСть.в отливках.

Таким образом, поставленная цель достигается благодарятому что,-легирующие добавки вводят с помощью 1-2% стальной дроби, соДе ржащей 3-10% селена (теллура), с размером частиц 0,5-2,0 мм , жидкая - сталь имеет минимальный, но достаточный перегрев (2060 С) и залив ается по возможности с большей скороСтью (1,0-2,0 кг/см сек)