Дефекты сталей в литом и деформированном состоянии. Причины их появления, способы устранения

Вопрос 42 (госы сканированные)

Дефекты сталей в литом и деформированном состоянии. Причины их появления, способы устранения. Возникновение дефектов обусловлено 2-мя причинами: 1. Сложностью металлургического производства; 2. Несоблюдением оптимальности технологических режимов. Поэтому важно уметь: обнаружить дефекты в материале, выявить из характер и правильно классифицировать, знать условия образования дефектов и уметь их устранить.

Дефекты литого Ме:

1.  Пузыри – округлые полости или комолы в литом Ме; если их стенки покрыты окислами Si, то при горячей деф-ции они не завариваются и имеют вид черточек на поперечных шлифах. Могут располагаться по всему сечению или вблизи поверхности (подкорковые пузыри).

Образуются при высокой концентрации газов в период кристаллизации, когда происходит выделение газовой фазы в виде CO, N₂ и H₂, т.к. растворимость этих газов резко ↑ при переходе Ж→тв.

Для предупреждения необходимо: ↓ до минимума содержание растворенных газов. Для ↓ О применяют раскисление (удаление из ж. Ме растворенного в нем кислорода путем присадки в Ме раскислителей – вещ-в, обладающих способностью соединяться с О – C, Si, Al); для ↓N расплав предохраняют от контакта с воздухом; для ↓Н применяют свежепрокаленную известь вводят в расплав, а также просушивание металлургического оборудывания и материалов, продувка, защита пов-сти Ме. Также используют способы рафинирования, обеспечивающие оптимальные Т и скорость литья.

2.  Усадочные раковины– полости, незаполненные металлом и расположенные в центральной верхней части слитка. По контуру она обогащена ликватами (S, P) и неметаллическими включениями.

Причины образования: ↓ объема при затвердевании при слишком сильном теплоотводе в головной части слитка. Можно ↓ усадочную раковину при применении утепленных прибыльных надставок; электрообогревом для сохранения в центре слитка жидкого металла, питающего усадочную полость. Необходимо также контролировать Т и скорость заливки.

3.  Центральная усадочная пористостьхарактерна для непрерывнолитых заготовок. Находятся в центре заготовки и располагаются в продольном направлении в виде скоплений мелких пустот. Часто они сопровождаются ликватами и немеет. Включениями.

Причины образования: не обеспечена достаточное поступление ж. металла в объемы, где закончилось затвердевание. Необходимо соблюдать оптимальную Т литья, т.к. сильное увеличение Т способствует транскристаллизации, из-за которой и развивается этот дефект. Соблюдение оптимальной V_охл  необходимо по тем же причинам, что и при усадочной раковине. При последующей ПД эти пустоты завариваются, если поверхность не окислена.

4.  Ликвационный квадрат– контур зональной ликвации (зональная ликвация – неоднородное распределение эл-ов по объему слитка, возникающая в процессе затвердевания жидкой стали, причем тем больше, чем больше масса слитка, чем медленнее он затвердевает), кот. по форме соответствует сечению слитка. Его образование объясняется тем, что при кристаллизации в температурном интервале между ликвидусом и солидусом изменяется состав расплава. Полоса ликвации располагается в средней части слитка после зоны столбчатых кристаллов. Образуется из-за направленной кристаллизации от стенок изложницы вглубь слитка. Меры устранения: ↓ содержания вредных примесей S и P; создание мелкозернистой стр-ры (методы – металлургические, термоциклическая обработка, термомеханическая обр-ка); ускоренное затвердевание.

5.  Точечная неоднородность– мелкие, сильно травящиеся точки, расположенные по сечению слитка за исключением краевой зоны. Эти точки – локальные скопления сульфидов, нитридов, окислов и карбидов. Образуются из-за развития дендритной ликвации (химическая неоднородность в пределах каждого зерна, т.е. различие в хим составе осей и межосевых участков дендрита). Меры предупреждения такие же как для ликвационного квадрата.

6.  Корки – внутренний дефект литого Ме, кот. представляет собой уч-ки Ме, загрязненного немеет. Включениями. Корки могут располагаться в объеме слитка или на поверхности. Темные корки (с повышенной травимостью из-за высокого сод-ия серы и фосфора) располагаются по всему слитку. Светлые (с пониженной травимостью, т.к. в них сод-ие углерода ниже, чем в основном Ме) располагаются в нижней части слитка. Образуются в момент заливки Ме в изложницы. Затем под напором струи они отрываются от стенки изложницы и увлекаются в объем  ж. Ме. Для предупреждения образования металл в прибыльной  части слитка засыпают экзотермическими защитными смесями. Необходимо соблюдать Т жидкого Ме, Т изложницы, скорость разливки, использовать изложницы с гладкой внутренней поверхностью.