Продувка расплава азотом. В микроструктуре проб чугуна, закристаллизованных в медной изложнице и земляной форме, наблюдается уменьшение протяженности выделений графита, однако объемная доля графита остается практически постоянной при изучавшемся времени продувки. Наследственное влияние обработки расплава проявляется наиболее ярко при последующей термической обработке. В этом случае наблюдаются некоторые особенности изменения микроструктуры в зависимости от скорости кристаллизации. Это, прежде всего, касается цементита в структуре образцов, закристаллизованных в медной форме и графита – в земляной. В обоих случаях кристаллизации с предварительной продувкой расплава выявлены температурные режимы нагрева и охлаждения, указывающие на принципиальную возможность растворения цементита и графита. Узловыми интервалами температур нагрева являются 550 – 600, 700 – 730 и 900 - 930°С. Предварительные нагревы с охлаждением с печью и окончательные - с охлаждением в воде дают максимальный эффект уменьшения объемной доли графита. Так, например, совместное использование нагревов в интервале максимальной растворимости азота в железе [4] и перехода Fea ® Feg может дать уменьшение объемной доли графита с 17,5% до 8,6% (время продувки 5 мин). Следует отметить, что увеличение времени продувки с 5 до 20 минут оказывает стабилизирующее действие на выделения графита.
Продувка расплава водяным паром. Микроструктура чугуна после обработки водяным паром по описанной выше методике характеризуется увеличением протяженности выделений графита, изменением основы с ферритной на перлитную и образованием разрозненных выделений цементита. В табл. 1 показано изменение объемной доли структурных составляющих доменного чугуна без продувки расплава (кристаллизация в земляной форме). Из приведенных данных следует, что повышение температуры нагрева в случае отжига и закалки увеличивает объемную долю графита.
Продувка расплава водяным паром увеличивает объемную долю графита с 15,8 до 30,7%, но при последующей термической обработке может существенно уменьшать ее (табл. 2), т.е., продувка расплава чугуна водяным паром является фактором, провоцирующим растворение выделений графита. Увеличение доли металлической основы, естественно, подразумевает получение более высоких других свойств.
Продувка расплава смесью азота и водяного пара. Влияние продувки расплава азотом и водяным паром совместно проявляется по-разному в зависимости от вида кристаллизации. Охлаждение в медной форме исключает образование ледебурита и увеличивает объемную долю графита с увеличением времени продувки:
время продувки, мин 0 5 20
объемная доля графита, % 7,6 19,2 21,1
Наследственное влияние обработки расплава смесью азота и водяного пара ярко проявляется для образцов, остывших в земляной форме, после термической обработки. Так, продувка в течение 20 мин и кристаллизация в земляную форму обусловливают значительное растворение выделений графита после термической обработки по режиму: нагрев в интервале 600 - 900°С, выдержка 1 ч., охлаждение на воздухе.
Температура нагрева, °С 600 700 800 900
Объемная доля графита, % 10,1 10,2 8,8 8,6
Растворение выделений графита происходит плавно во времени и ускоряется с повышением температуры нагрева и увеличением времени продувки.
Например, увеличение времени выдержки при 900°С с последующим охлаждением на воздухе изменяет объемную долю графита так:
Время выдержки, мин 15 30 45 60
Объемная доля графита, % 11,4 10,4 10,0 8,6
Металлографические исследования позволяют утверждать, что процесс растворения графита имеет несколько стадий: от утонения выделений до образования областей значительной протяженности, состоящих из мелких глобулей графита.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.