SU804187A1 - Method of producing castings - Google Patents

Method of producing castings Download PDF

Info

Publication number
SU804187A1
SU804187A1 SU792735799A SU2735799A SU804187A1 SU 804187 A1 SU804187 A1 SU 804187A1 SU 792735799 A SU792735799 A SU 792735799A SU 2735799 A SU2735799 A SU 2735799A SU 804187 A1 SU804187 A1 SU 804187A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
metal
castings
scale
gas
thermal
Prior art date
Application number
SU792735799A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Абрамович Кириевский
Станислав Тихонович Плискановский
Анатолий Владимирович Аленкевич
Виталий Иосифович Чайковский
Николай Константинович Пащенко
Виктор Александрович Губа
Александр Александрович Швыдкий
Original Assignee
Институт Проблем Литья Анукраинской Ccp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Проблем Литья Анукраинской Ccp filed Critical Институт Проблем Литья Анукраинской Ccp
Priority to SU792735799A priority Critical patent/SU804187A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU804187A1 publication Critical patent/SU804187A1/en

Links

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК(54) METHOD FOR GETTING CASTINGS

1one

Изобретение относитс  к хитейному тфоизводству, преимущественно к изготовленшо деталей (игеталлургипеского оборудовани , и может быть использовано при изготовлении отливок, работающих в услови х термоииклическйх и механических нагрузок, например мульд мартеновских печей.The invention relates to destructive production, mainly to the manufacture of parts (metalworking equipment, and can be used in the manufacture of castings, operating under conditions of thermal and mechanical and mechanical loads, such as molds of open-hearth furnaces.

Технологический процесс получени  таких отливок предусматривает изготовление формы и заливку в нее расплава стали. С целью устранени  литейных дефектов усадочного -ттроисхождени  и повышенц  меха1шческих свойств металла в последнее- врем  в процессе заливки формы в расплав ввод т микрохолодиль- НИКИ - металлическую дробь. Металл таких отливок характеризуетс  повышенными механическими и служебными свойствами в св зи с благопри тным возде ствием микрохолодильников на процесс кристаллизации рпсплапа. Например, ввод в расплав железного порошка марок ПЖ-1К, ПЖ-2К или восстановленнойThe technological process of producing such castings involves the manufacture of the mold and the pouring of molten steel into it. In order to eliminate casting defects of shrinkage — threefold and increase in the mechanical properties of the metal, in the process of pouring the mold, microcoolers are introduced into the melt — metal shot. The metal of such castings is characterized by increased mechanical and service properties in connection with the favorable growth of microcoolers on the crystallization process. For example, the introduction of iron powder PZH-1K, PZH-2K or reduced

стальной дроби, имеющих чистую от окислов поверхность, позвол ет получить качественную структуру и. механические свойства, приближающиес  к свойствам деформируемого металла .steel grit having an oxide-free surface makes it possible to obtain a quality structure and. mechanical properties approaching those of a deformable metal.

Однако повысить длительность эксплуа- ташт отливок, работающих в услови х теплосмен, не удаетс .However, it is not possible to increase the duration of exploitation of Tasht castings operating under conditions of heat exchange.

Известен crtoco6 получени  стальных отливок с вводом в расплав при заливке мульд микрохолодильников - железного порошка ПЖ-2К в количестве 1-2% 2.Known crtoco6 production of steel castings with the introduction into the melt when pouring the microdes of iron coolers - iron powder PZH-2K in the amount of 1-2% 2.

Несмотр  на это повысить долговечность отливок, объемы которых работают в услови х теплосмен и механических нагрузок , не представл етс  возможным.In spite of this, it is not possible to increase the durability of castings, the volumes of which work under conditions of thermal cycles and mechanical loads.

Как правило, объемы деталей, испытывающих значительные механические нагрузки, конструктивно выполн ют достаточно массивными и с высоким запасом прочности. Однако массивность объв- мов противопоказана в случае эксплуатации при теплое менах. При этом в св зи с высокими градиентами температур р объеме деталей вознюсают термические напр жени , зачастую ведущие к коробленгао , образованию традин и дальнейшему интенсивному их развитию до браковочны пределов. Превышение термическими напр жени ми пределов прочности материал ускор ет разрушение детали. Наиболее чувствительными к разруше1шю оказываютс  участки сопр жени  массивных и тонкостенных объемов детален. В этих случа х трещины термического характер зарождаютс  в первую очередь и распростран ютс  вглубь материала практически с такой же скоростью, как и в металле без ввода микрохолодильников. Основной причиной такого поведени  материала  вл етс  сохранение на том Же уровне теплопроводности и коэффициента линейного расщирени  и, соответственно, ypoBi-ю действующих термических напр жений . Цель изобретени  - повышение срока службы отливок за счет уменьшени  напр жений , действующих на границе сопр  жени  толстостенного и тонкостенного объемов, каждый в отдельности из котор подвергаетс  термическим и механически загрузкам. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе получе1ш  отливок, пре- имущественно мульд мартеновских печей , включающем заливку расплавленного металла в форму и введегше в него . микрохолодильнш ов, в расплавленный ме талл дополнительно ввод т окалину при объемном отношении окалины и микрохол дильников (O.l-l): 10. Окалина, смешива сь с жидким метал лом, разлагаетс  и приводит к образованию  чеек - газовых пустот, равномерно распредел ющихс  в металле. Микрохоло дильники, отбира  тепло от жидкого металла на нагрев и расплавление привод  к образованию в металле центррв крис-. таллизации и ускор ют его кристаллизашпо . Наиболее быстро металл кристаллизуетс  в тонкостенных участках отливки В этих участках расплав быстро затвердевает и образовавшиес  газовые  чейкитпустоты фиксируютс . В массивных участках металл длительное врем  находитс  в жидком СОСТОЯ1ШИ и газы в значительном количестве успевают выделитьс , в результате чего р массивных участках, подвергающихс  механическим нагрузкам, металл затвердевает монолитным. Таким образом, металл тонкостенных участков деталей, подвергающихс  воздействию теплосмен, затве 874 девает с наличием газовых  чеек-пустот, а массивных - монолитным. Поскольку теплопроводность металла с наличием газовых  чеек-пустот ниже, чем сплошнолитого, то на границе сопр жени  тонкостенного и толстостенного объемов теплопередача резко уменьшаетс  и прочностные характеристики сохран ютс  на высоком уровне. Создаютс  благопри тные услови  дл  снижени  скорости зарождени  и роста трещин, замедл етс , разрушение материала что ведет к увеличению длительности эксплуатации деталей. В ОПЫТНОМ производстве изготовл ют заготовки ,ф 110 и высотой 1бО мм (без учета высоты прибыли) из стали марки 35 Л. Отливки изготовл ют с вводом микрохолодильников со свободной от окислов поверхностью (исходные) и с вводом тех же микрохолодильников и окалины . Количество введенных мшфохолодильников составл ет 3% от веса металла в форме, а размер гранул - 0,5-3 мм. Окалину ввод т при объемном соотноше1ши окал1Шы и микрохолодильников 0,1:1О. Размеры зерен о7салины наход тс  в пределах 0,2-1,5 мм. Из металла отливок изготовл ют образцы в виде стержней ф 1О мм и высотой 150 мм. Один из концов образцов нагревают в шахтной электрической печи с температурой в шахте 1ООО С и одновременно измер ют температуру концов образцов потенциометром с точностью ± 5%. На поверхност х нагреваемого и противоположного концов образцов приваривают гор чие спаи термопар хромель - алюмель из термоэлектродной проволоки ф 0,2мм. При этом установлено, что температура на поверхности опытного образца, отлитого из металла по предлагаемому способу с вводом окалины в объемном соотношении с микрохолодильниками 0,5: Ю, на 84 О меньше,чем температура на поверхности контрольного образца, отлитого из сравниваемого металла. При этом значени  температур (при выдержке нагреваемого торца в печи в течение 180 с) дл  опытного и контрольного образцов равны соответственно 836 и 920 С, что объ сн етс  ук1еньшением эффективного коэффициента теплопроводности металла, завис щего в каждом конкретном случае от размера  чеок. равномерности и частоты их рагпрепи рни .As a rule, the volumes of parts experiencing significant mechanical loads are structurally quite massive and with a high margin of safety. However, the massiveness of the volume is contraindicated in the case of operation during warm weather. At the same time, due to high temperature gradients, thermal stresses arise from the volume of parts, which often lead to boxing, formation of traditionals, and their further intensive development to reject limits. Exceeding the thermal stress of the ultimate strength of the material accelerates the destruction of the part. The most sensitive to destruction is the interface areas of massive and thin-walled volumes in detail. In these cases, thermal cracks originate primarily and propagate deep into the material at almost the same speed as in the metal without introducing micro-refrigerators. The main reason for this material behavior is to maintain the same level of thermal conductivity and linear expansion coefficient and, accordingly, ypoBi current thermal stresses. The purpose of the invention is to increase the service life of castings by reducing the stresses acting at the interface of the thick-walled and thin-walled volumes, each of which is subjected to thermal and mechanical loads. This goal is achieved by the fact that in the method of obtaining castings, mainly muld open-hearth furnaces, including pouring the molten metal into the mold and introducing it into it. microcoolers, scale additionally introduced into the molten metal with a volume ratio of scale and microcaps (Ol-l): 10. Scale, mixed with liquid metal, decomposes and leads to the formation of cells - gas voids, uniformly distributed in the metal . Microcoolers, taking heat from a liquid metal to heat and melt, leading to the formation of centrv crystal in metal. talization and accelerate its crystallization. The metal most quickly crystallizes in the thin-walled areas of the casting. In these areas, the melt quickly solidifies and the gas cells formed are fixed. In massive areas, the metal is in the liquid state for a long time and gases in a significant amount have time to stand out, as a result of which, in solid areas subjected to mechanical stress, the metal solidifies. Thus, the metal of the thin-walled parts of the parts exposed to heat cycles, the shutter 874 has the presence of gas cells-voids, and the massive - monolithic. Since the thermal conductivity of a metal with gas void cells is lower than solid, the heat transfer at the interface between thin-walled and thick-walled volumes decreases dramatically and the strength characteristics remain high. Favorable conditions are created to reduce the rate of nucleation and growth of cracks, slowing down the destruction of the material, which leads to an increase in the duration of operation of parts. In the EXPERIMENTAL production, blanks are produced, ф 110 and 1 О mm high (without taking into account the height of profits) of 35 L. steel. The number of introduced refrigerators is 3% of the weight of the metal in the mold, and the size of the granules is 0.5-3 mm. Scale is introduced at a volume ratio of 1: 1 and 1: 1 micro-coolers and micro-refrigerators. The grain sizes of o7 saline are in the range of 0.2-1.5 mm. Samples in the form of rods f 1O mm and 150 mm high are made from metal of castings. One of the ends of the samples is heated in a shaft electric furnace with a temperature in the shaft of 1OOO C and at the same time the temperature of the ends of the samples is measured with a potentiometer with an accuracy of ± 5%. On the surfaces of the heated and opposite ends of the samples, hot junctions of chromel-alumel thermocouple thermocouple wires f 0.2 mm are welded. It was found that the temperature on the surface of a prototype cast from a metal according to the proposed method with the introduction of scale in a volume ratio with microcoolers 0.5: S is 84 O lower than the temperature on the surface of a control sample cast from a comparable metal. In this case, the temperature values (when the heated end is kept in the furnace for 180 seconds) for the test and control samples are 836 and 920 C, respectively, which is explained by the reduction of the effective thermal conductivity of the metal, depending in each case on the size of the check. the uniformity and frequency of their pattern.

Значение этого коэффициента оцениваетс  по формулеThe value of this coefficient is estimated by the formula

0 Я15-П5,.К)|0 Я15-П5, .К) |

где6Т|сЗх - градиент температлэы;where 6T | sZx is the temperature gradient;

д - коэффициент теплопроводности;d - coefficient of thermal conductivity;

П - число  чеек;P is the number of cells;

. - коэффициент равномерности распределени   чеек;. - cell uniform distribution coefficient;

5 - площадь с,зчени  тела;5 - area c, with body;

усредненна  площадь  чеек От температуры завис т также и механические свойства образцов. Так, при различных значени х температуры Т различны и значени  напр жений 6 g , возникающих при деформаци х. Например, дл  стали Ст ЗО Л при температурах 836 и 92О С значени  напри Ярений 6 б наход тс  в интервалах 6,8-6,9 и 4,34 ,4 кг/мм2 соответственно. Таким образом , механическа  /прочность эксплуатируемых в различных услови х .(теплосмен , механических нагрузок) изделий из металла, получаемого предлагаемым способом , повышаетс  почти в 1,6 раза, что предопредел ет повышенную долговечность работы отливки в целом. averaged cell area The temperature also affects the mechanical properties of the samples. Thus, for different values of temperature T, the values of stresses 6 g arising during deformations are also different. For example, for steel St ZO L at temperatures of 836 and 92 ° C, the values of, for example, Yarin 6b are in the ranges of 6.8-6.9 and 4.34, 4 kg / mm2, respectively. Thus, the mechanical / strength of metal products used in various conditions (heat shifts, mechanical loads) obtained by the proposed method increases almost 1.6 times, which determines the increased durability of the casting operation as a whole.

Как указано выше, размеры  чеекпустот должны быть определенными и равномерно распределенными в объеме. Величина  чейки газового пузыр  обусловлена комплексом факторов, к основным из которых следует отнести размер, вводимый с микрохолодилыщками зерен окалины , и особенности затвердевани  расплава . Практичес1ш установлено, что использование зерен окалины толщиной более 1,5 мм дл  углеродистых рас плавов приводит к образованию .крупныхAs indicated above, cell sizes should be defined and uniformly distributed in the volume. The size of a gas bubble cell is due to a complex of factors, the main factors of which include the size introduced with micro-refrigerated dross grains, and the characteristics of solidification of the melt. Practically, it has been established that the use of scale grains more than 1.5 mm thick for carbonaceous melts leads to the formation of coarse

903 903

.0,05: 1.0 878 0,1: 10.0.05: 1.0 878 0.1: 10

836836

0,5: 100.5: 10

газовьгх пустот, резко сга1жающих прочностные характеристики металла. Зерна окалшы толщиной менее 0,2 мм не полностью поладают в металл, так как они унос тс  восход щими потоками газа, выдел ющегос  из металла, вращаюшегос  в вихревой воронке, об зательно используемой при суспензионной заливке. При попадании окашшы в жидкий металл 5тлерод11стой стали протекает реакци gaseous voids, dramatically reducing the strength characteristics of the metal. Grains delicate less than 0.2 mm thick do not fully seize into the metal, as they are carried away by the upward flows of gas emitted from the metal rotating in the vortex funnel, which is necessarily used in suspension casting. When okashshi hit the liquid metal of 5-carbon steel, the reaction proceeds

сЗ ж +|Ь рк С02 ,sz g + | b rk C02,

в результате которой образуютс   чейки, заполненные ггазом . КогагчестЗоwhich results in cells filled with gas. KogagchesteZo

вводимой окалины имеет важное значение также и дл  числа образующихс  га зовых  чеек, их размеров и равномерности распределени . Так. , ввод недостаточного или избыточного количества ока-The introduced scale is also important for the number of gas cells formed, their size and uniform distribution. So. entering insufficient or excessive amounts of

ЛИНЫ ведет к образованию газовых  чеек в таком кога1честве, что цель изобретени  не может быть достш нута. В первом случае количество образовавшихс  газовых  чеек недостаточное, чтобы оказать существенное вли ние на изменение теплопроводности стали и, следовательно сушестпенно повли ть на слу кебные характеристики деталей. Повышенное же количество окалины приводит к возникновению большого шсла газовых раковтг и усиленному вскипаншо металла.LINES lead to the formation of gas cells in such a way that the purpose of the invention cannot be achieved. In the first case, the number of gas cells formed is insufficient to have a significant effect on the change in the thermal conductivity of the steel and, therefore, on a dry scale, affect the random characteristics of the parts. The increased amount of scale leads to the emergence of a large gaseous gas shell and enhanced boiling of the metal.

Онытным путем установлено, . что наиболее удовлетворнтельиьтми пределак{и вводимой дополнительно окалиныIn a unique way, what is the most satisfied predelak {and additionally introduced scale

в объемном соотнршенлн с мпкрохолодильниками  вл етс  (0,Г ):1О. Результаты теплопроводности образцов с различным количеством введенной окалины совместно с микрохолодильниками приведены в таблице .in volume ratios with microcoolers, it is (0, G): 1O. The results of thermal conductivity of samples with different amounts of injected dross together with micro refrigerators are shown in the table.

1,61.6

НеравномерноUnevenly

Более равномер- 2,4 ноMore uniform - 2.4 but

4.94.9

РавномерноEvenly

8484

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Способ получения отливок, преимущественно мульд мартеновских печей, включающий заливку расплавленного металла в форму и введение в него микрохолодиль35 ников, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы отливок, в расплавленный металл дополнительно вводят окалину при объемном отношении окалины и микрохолодильни40 ков (0,1-1): 10.A method of producing castings, mainly of open-hearth furnace furnaces, comprising pouring molten metal into a mold and introducing micro nickel 35 nickels into it, characterized in that, in order to increase the life of the castings, an additional amount of mill scale is introduced into the molten metal with a volume ratio of mill scale of 40 kills ( 0.1-1): 10.
SU792735799A 1979-03-05 1979-03-05 Method of producing castings SU804187A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792735799A SU804187A1 (en) 1979-03-05 1979-03-05 Method of producing castings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792735799A SU804187A1 (en) 1979-03-05 1979-03-05 Method of producing castings

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU804187A1 true SU804187A1 (en) 1981-02-18

Family

ID=20814842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792735799A SU804187A1 (en) 1979-03-05 1979-03-05 Method of producing castings

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU804187A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5615730A (en) Methods for inspecting the content of structure modifying additives in molten cast iron and chilling tendency of flaky graphite cast iron
SU1066464A3 (en) Process and mold for making cooling element of metallurgical furnace
US3248764A (en) Method for improving grain structure and soundness in castings
CS199250B2 (en) Method of making spheroidal graphite in molten raw iron
JPH01170550A (en) Mold for continuously casting steel
US20130223477A1 (en) Container for thermal analysis of cast iron
US3126597A (en) Decarburization in casting of steel
JPH03216552A (en) Method and apparatus uniformly introducing constant quantity of substance into metallic sample
SU804187A1 (en) Method of producing castings
CASTING The effect of sand casting process parameters on mechanical properties of aluminum alloy casting
JP7437024B2 (en) Manufacturing method for metal molded products
US3366362A (en) Metal shaping tools includng columnar structures
SU692691A1 (en) Method of producing castings
US4150709A (en) Process for applying a coating to a centrifugal casting mold
EP0835440B1 (en) Method for contactless continuous temperature measurement of the solidification of metal alloys
Fraś et al. The transition from gray to white cast iron during solidification: Part II. Experimental verification
SU679313A1 (en) Method of making castings
US3822736A (en) Method for manufacturing cooling members for cooling systems of metallurgical furnaces
US2399104A (en) Process for producing castings of aluminum-beryllium alloys
TWI792485B (en) continuous casting method for steel
JP2638298B2 (en) A method for determining the carbon equivalent, carbon content and silicon content of cast iron, as well as predicting its physical and mechanical properties
SU749550A1 (en) Method of producing ingot moulds
RU2652932C1 (en) Method for ladle modification of cast iron and steels
SU1014643A1 (en) Centrifugal casting mould
Fraś et al. Eutectic cell and nodule count in grey and nodular cast irons