Не следует забывать, что продолжительность локального затвердевания зависит не только от ширины области твердожидкого состояния металла, но и от скорости наплавления слитка. При чрезмерном сдерживании производительности влияние пониженной скорости затвердевания может оказаться нескомпенсированным уменьшением протяженности области двухфазного состояния за счет повышенного градиента температуры. Металл будет более продолжительный период пребывать в двухфазной области, а показатели дисперсности его кристаллической структуры станут хуже. Понятно, что для улучшения микроструктуры металла требуется оптимизация режимов ЭЛП, т. е. показатели дисперсности микроструктуры будут наилучшими при определенном соотношении энергетических затрат на плавление расходуемой заготовки и обогрев металлической ванны. На практике при выборе оптимального режима ЭЛП часто руководствуются другими критериями.
Рис.5.9. Зависимость скорости кристаллизации стали Х13 (а) и дисперсности структуры жаропрочного сплава (б) от расстояния до края слитка при различных режимах ЭЛП:1 – W = 1 (кВт∙ч)/кг; 2 – W = 1,5 (кВт∙ч)/кг; 3 – W = 2 (кВт∙ч)/кг; 4 – Q = 2,26 кг/мин; 5 – Q = 1,13 кг/мин; 6 – Q = 0,56 кг/мин
62. Формирование слитка при ЭЛП осуществляется в условиях спокойного состояния металлической ванны. Малая сила тока электронного луча (до 20 А) исключает интенсивное движение расплава, возникающее, например, при ВДП вследствие нескомпенсированности магнитных полей. Поэтому для металла ЭЛП не характерен такой дефект, как пятнистая сегрегация. Чрезмерное сдерживание производительности процесса ЭЛП при производстве сталей с узким температурным интервалом затвердевания (например, нержавеющих) в условиях мелкой металлической ванны и интенсивном обогреве ее поверхности приводит к возникновению в слитках послойной кристаллизации по аналогии с металлом ВДП
Пятнистая сегрегация представляет собой участки металла с повышенной травимостью (пятна), которые на продольном темплете ориентированы вдоль контура ванны, а на поперечном – по окружности, создавая картину завихрения. Результаты исследования микроструктуры металла пятен свидетельствуют о весьма редком расположении дендритных осей и о наличии грубых пор усадочного происхождения. Металл в зоне пятна отличается повышенным содержанием легирующих элементов и вредных примесей, образующих крупные неметаллические включения. Характер ликвации здесь качественно соответствует изменению состава стали в шнурах зональной сегрегации.
63. При ЭЛП применяются электронные пушки двух типов (рис. 5.2). Впервые начали использовать нагреватели без ускоряющего анода. Поскольку в этом случае ускоряющее электрическое поле создается между катодом и плавящимся металлом, такие устройства называют еще пушками с плавящимся анодом. Конструктивно такая пушка очень проста. Она состоит из катода (обычно в форме кольца или многоугольника из вольфрама) и фокусирующего электрода. Последний допускает выход электронов в межэлектродное пространство только в фиксированном направлении. Основные достоинства пушек такого типа состоят в простоте конструкции и легкости обслуживания, возможности получения мощного электронного луча при относительно низком ускоряющем напряжении, равномерности облучения объекта. Такие электронные нагревательные устройства широко применялись на первых установках ЭЛП. Вместе с тем этому способу генерации электронного луча в условиях ЭЛП присущ и ряд недостатков. Катодный узел такого нагревателя расположен вблизи плавящегося металла, и его вакуумирование осуществляется совместно с внутренним объемом печи. Резкие колебания величины остаточного давления газов при переплаве металла и наличие ускоряющего электрического поля в зоне плавки приводят к частому возникновению дуговых разрядов между катодом и анодом (металлом), что отражается на стабильности обогрева и сроке службы катода, обычно не превышающем нескольких часов. Условия эксплуатации катода ухудшаются также незащищенностью его от паров и брызг расплавленного металла. Поэтому электронные пушки с плавящимся анодом были повсеместно вытеснены более совершенными электронными нагревательными устройствами второго типа, у которых анодный потенциал подводится к неплавящемуся охлаждаемому ускоряющему аноду. Последний имеет отверстие или щель для прохода электронного луча к объекту.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.