SU1119771A1 - Способ центробежного лить двухслойного валка - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ ДВУХСЛОЙНОГО ВАЛКА с наружным слоем из белого чугуна включающий заливку во вращающуюс  изложницу двух порций расплва чугуна, содержащего 2,8-3,4% углерода и 0,6-1,4% кремни ,, введение карбидообразующего ингредиента в первую порцию расплава, о тличающийс   тем, что, с целью повьплени  прочности и ударной в зкости наружного и внутреннего слоев валка, в качестве карбидообразующего ингредиента используют церий в количестве 0,3-0,45%, в количестве 0,03-0,08% его ввод т и во вторую порцию расплава в качестве графитизирующего ингредиента совместно с ферросилицием в. количестве 0,3-0,5%.

Description

Изобретение относитс  к литейному производству,, а именно к способам: центробежного лить  двухслойных заготовок. Известен способ центробежной отливки двухслойных прокатных и мукомольных валков, включающий последова тельную заливку в изложницу центробе ной машины двух видов чугуна: белого легированного дл  формировани  износостойкого рабочего сло  и серого дл  получени  в валках прочной и в з кой сердцевины lj . Способ позвол ет значительно повы сить служебные свойства прокатных и мукомольных валков по сравнению с валками, залитыми в стационарные формы. Однако использование этого способа св зано с применением двух плавиль ных агрегатов дл  получени  белого И серого чугунов, что существенно усложн ет технологический процесс и  вл етс  причиной поньшенного расхода легирующих элементов и электроэнергии . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результа.ту  вл етс  способ центробежного лить  двухслойных валков с HapyKHbDvi слоек из белого чугуна, включающий залршку во вращающуюс  изложницу двух порций расплава чугуна, содержапгего 2,,8-3. углерода и 0,6-1/:-% кремни , введение ингредиента в первую порцию рас плава . Преимуществом известного способа  вл етс  возможность получени  н ках структуры белого и серого qyry-на при использовании в качестве рас плава чугуна единого химсостава, приготавливаемого в одном плави. агрегате. Дл  получени  структуры белого ч гуна перед заливкой в изложницу ЦЕ робежной машины производ т виепечн л обработку расплава теллуром. облада щим сильным карбидообразующиг дейст вием. Недостатком известного способа  вл етс  низкий уровень прочности и ударной в зкости белого чугуна рабочего сло  валков в св зи с. паничием в его структуре массивных выделений хрупкого цементита и ослаблени  междендритиь1Х границ тагшу ридами, что  вл етс  причиной низких служебных свойств валков 712 Ввод теллура в чугун сопровождаетс  загр знением окружающей атмосферы токсичньп ш парами теллура. Д.члее, надег рованньш чугун, который используетс  дл  выполнени  сердцевин з1 валка, имеет низкую прочность и ударную в зкость. Целью изобретени   вл етс  повышение гфочности и ударной в зкости 11Яружного i-t внутреннего слоев валка. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу центробежного лить  двухслойного валка с паружньм слоем из белого чугуна, вк1Бочающему заливку во вращающуюс  изложницу порций расплава чугука , содержащего 2,8-3,4% углерода и О,6-1,4% крекни , введение карбидообразуюп ),его ингредиента в первую порцию расплава, в качестве карбидообразующего ингредиента используют церий в количестве О,3-0,45%, в ко лкчестБВ ().,03-0.;08% его ввод т и во вторую порцию расплава в качестве графитнзирующего ингредиента совместно с ферросилицием в количестве ,053-0,5%. Введенке указанного количества ,, цери  обусловлено тем,что при величине е;го добавки до 0,08% этот элемент способствует графитизадии чугуна, а при дальнейшем ее повышении начинает оказывать карбидообразующее (отбеливающее ) действие. Это положение прин то за основу изобретени  при использовании цери  вместо теллура, В процессе тро шгашенного опробовани  установлена возможность обеспечивать формирование структурь белого чугуна (дл  рабочего сло  валхов} V: серого чугуна (дл  сердцевины валков) из единого расплапа путем изменени  величины вводимой в него присадки цери . П)и разработке предлагаемого способа центробежной отливки двухслойных валкоБ в качестве параметров О1 тиь1изации свойств чугуна их рабочего сло  прин ты ударна  в зкость и прочность. Это св зано с тем что основньи недостатком белого чугуна  вл етс  его вь сока  хрупкость, приводн ща  к с;калыванию буртов калибров прокатных валков и к выкрашиванию риолей мукомольньж валков Б процессе их эксплуатации. Структура белого чугуна рабочего елс  валков представл ет собой грубый конгломерат (массивные выделени  цементита и участки продуктов превращени  аустенита), характеризующиес  непрерывностью хрупкой карбидной фазы. Уменьшение хрупкоети белого чугуна возможно при таком изменении структуры, когда ликвидируетс  монолитность цементитной фазы но объемна  дол  цементита в структуре отливок не уменьшаетс . Это достигаетс  при обеспечении формировани  в структуре отливок из белого чугуна вместо грубого конгломерата фаз пластинчатого ледебурита, характеризующегос  разобщенностью карбидной составл ющей (цементита) в в зкой матрице. Проведенные при разработке изобретени  исследовани  позвол ют установить , что пластинчатый ледебурит может быть получен в структуре метал ла рабочего сло  центробежнолитых валков при введении в него цери  в количестве 0,30-0,45%. Образование пластинчатого ледебурита в этом случае объ сн етс  тем, что церий, вследствие низкой растворимости в эвтектических фазах, :aкaшIивa cь перед фронтом зародившейс  эвтектической колонии, преп тствует разветIвлению кооперативно растущих кристал 1лов аустенита и карбида. Пределы добавок цери  в чугун дл  рабочего сло  валков обосновываютс  тем, что вли ние цери  на образование пластинчатого ледебурита носит экстремальный характер и обеспечиваетс  в пределах его остаточного содержани  в чугуне не менее 0,15% и не более 0,25% (0,30-0,45% введенного от веса металла). Дальней шее увеличение добавки цери  сверх 0,45% приводит к скоплению на межфазных границах большого количества неметаллических включений (оксидов, сульфидов и нитридов цери ), что  вл етс  причиной снижени  ударной в з кости. Ферросилиций и церий ввод тс  во вторую порцию чугуна, из которой образуетс  сердцевина валков, в качест ве графитизирующих модификаторов с целью устранени  в структуре цементи та. Структура серого чугуна в сердцевине валков обеспечиваетс  при вводе в чугун 0,3-0,5% ферросилици  от веса обрабатываемой порции металла. Добавки ферросилици  менее 0,3% не устран ют полностью выделений цементита , а более 0,5% привод т к по влению феррита, снижающего прочность чугуна. Однако при вводе в чугун одного ферросилици  он имеет недостаточно высокую прочность из-за наличи  в. структуре разветвленного пластинчатого и междендритного графита, а также значительной дифференциации продуктов эвтектоидного превращени  аустенита. При добавочном вводе в чугун микродобавок цери  (0,030 ,08% от веса обрабатываемой порции металла) устран етс  междендритный графит, повышаетс  дисперсность перлита и основна  масса включений графита выдел етс  в виде пластинок с притупленными концами, что обеспечивает повьшение уровн  прочности. Такое вли ние цери  про вл етс  при вводе его в количестве не менее 0,03%. При увеличении количества цери  более 0,08% его графитизирующее вли ние ослабевает и мен етс  на отбеливающее . Выбор цери  в качестве добавочного графитизирующего модификатора обосновываетс  также и тем, что при заливке на первый слой металла, который раскислен и обессерен добавкой цери , серого чугуна без цери , в месте соединени  слоев церий первото сло  реагирует с серой и кислородом металла второго сло , что приводит к образованию черной полосы в виде скоплени  неметаллических включений и браку валков по расслоению. При вводе цери  в металл второго сло  обеспечиваютс  его десульфураци  и раскисление до заливки в изложницу центробежной машины, и черна  полора в месте соединени  слоев не образуетс . Пределы содержани  углерода в чугуне дл  двухслойных центробежнолитых валков обосновываютс  тем, что при снижении его концентрации менее 2,8% имеет место снижение твердости (износостойкости) за счет уменьшени  количества карбидной составл ющей в структуре рабочего сло  валков, увеличени  в ней степени аномальности перлита, а также ухудшение литейных свойств чугуна (снижение жидкотекучести и увеличение усадки). При содержании углерода более 3,4% дол 

пластинчатого ледебурита i; структуре в лков ргэкс спк;;;;;-с ,

При уменьшении содержааи;:.: , ниже 0,5% не образуетс  структур; серого чугуна в сердценине валка ;-i снижаетс  трещиноустойчивость 6ej-c чугуна из рабочего елок (г.е-эко ::::; растает брак лить  по гор чим Tije щинам). Увеличение содержани  хре ни  более 1,4% гфиводит к noflBJieHi-: в отделенном рабочем слое aayiKcn а делений графитных зкличений, что

Часть валка , заливаема  металлог. | в металл

Рабочий слой

Сердце вика

iiv.: ;: ;;;.;ч;-;: OVi С: м I-IK S ii 1 Я ПзерДОС

i ;:3i-.. :-v тч йкос-и)

( .- :.е;:jiM:.;fiijfi -: iKi огль:Б;а; парiv;; . и ;:-jn,ncb: чм, П/;а;зку 6аi-Mioro чугуиь осуп:ествлл;от в нидукци:- ой 1ечч , В расплав добавл ;- 1:;, ;.: CSS О DOC iji-iHHH ; ПаЛКК 1 3

i, : вйлок i гггли ЭсЮТ при ;6jia5nrK: р;-: .; тетлуром, ПроцентlOc со,цег;;капие ввод:-;:чЬ:х ком; оке 1тов; :х содеожаньс г;труктуре OTTIKSKI-I -;ех1ИИч;;с 4;-1е свойс: г литык валков Ti,Hj;;eae li:. ч т&блг;ле.

-УдарI ла  1з з ксс-гъ .

.5rt

Из-зегтный

7

При отливке валков № 1-3 во врем  выпуска из печи первой порции металла- на струю подают церий в количестве 0,30-0,45%, а при вьтуске второй порции - 0,03-0,08% цери  и 0,3-0,5% ферросилици  от веса обрабатываемого металла.

При отливке валка № 4 по прототипу после выпуска первой порции металла из печи его обрабатывают порошкообразным теллуром, который в количестве 0,003-0,040% ввод т в ковш с чугуном в пакете из жести, укрепленном на металлическом пруте. Вторую порцию металла заливают в

718

изложницу центробежной машины без обработки тедлуром.

При механической обработке валков от торцов бочек отбирают темплеты , из которых вырезают образцы дл  механических испытаний и металлографических исследований.

Результаты механических испытаний показывают (см. таблицу), что

при применении предлагаемого спо соба прочность и ударна  в зкость рабочего сло  валков увеличиваютс  в среднем соответственно на 66,4 и 41,7%, а сердцевины соответственно

на 27,0 и 32,1%.

Claims (1)

1. СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ ДВУХСЛОЙНОГО ВАЛКА с наружным слоем из белого чугуна, включающий заливку во вращающуюся изложницу двух порций расплва чугуна, содержащего 2,8-3,4% углерода и 0,6-1,4% кремния,, введение карбидообразующего ингредиента в первую порцию расплава, о тличающийс я тем, что, с целью повышения прочности и ударной вязкости наружного и внутреннего слоев валка, в качестве карбидообразующего ингредиента используют церий в количестве 0,3-0,45%, в количестве 0,03-0,08% его вводят и во вторую порцию расплава в качестве графити зирующего ингредиента совместно с ферросилицием в. количестве 0,3-0,5%.

   е intel

   1 ΐ 1