Разливка стали по формам

Наличие в составе нержавеющей хромистой стали значительного содержания хрома и других легирующих элементов оказывает сильное влияние на литейные свойства.

Как показали исследования В. Г. Грузина, жидкотекучесть стали 12Х11В2НМФ при температуре до 1500 °С ниже, чем жидкотекучесть углеродистой стали 35Л; при температуре выше 1500 °С более высокую жидкотекучесть имеет хромистая сталь. Поэтому 12%-ную хромистую сталь, легированную упрочняющими элементами, рекомендуется заливать в изложницы или формы при температуре металла 1550—1570 °С. Заливка металла при более низкой температуре может вызвать появление значительного количества литейных пороков в виде окисных плен, заворотов, спаев и т. п.; более высокая температура также вредна, так как способствует образованию горячих трещин, по-вышает склонность литья к пригару и особенно увеличивает развитие зональной ликвации в отливках. Кроме того, при высоких температурах разливки обычно наблюдается сильно развитая кристаллизация, и получить металл с мелким зерном трудно.

Скорость заполнения изложницы или формы имеет также большое значение для качества металла, как и температура металла при заливке. Для 12%-ной хромистой стали высокая скорость разливки металла особенно важна, так как на поверхности поднимающегося в форме металла непрерывно образуется нерасплавляемая окисная пленка, приводящая к образованию заворотов. При использовании защитной среды (аргон, азот) в процессе наполнения формы опасность образования указанных пороков значительно уменьшается. Прибыльную часть крупных слитков (до Уз—1/г высоты ее) заполняют равномерно, с одинаковой скоростью струи. В противном случае в месте перехода тела слитка в прибыльную часть образуются завороты корки и в процессе первых операций ковки в этом месте наблюдаются надрывы, а иногда полностью отваливается прибыль.

Для получения плотного металла также важно обеспечить направленное затвердевание металла, поэтому при разливке металла в крупные слитки необходимо, чтобы изложницы имели теплоизоляцию на 4-2 высоты от прибыльной части. Прибыльные надставки должны быть хорошо просушены и прогреты. Направленное затвердевание металла в форме при производстве крупных отливок из стали рассматриваемого класса обеспечивается сифонно-ступенчатой литниковой системой.

качество отливок из легированной стали

влияют также своевременное и достаточное питание их металлом из прибылей

На качество отливок из легированной стали влияют также своевременное и достаточное питание их металлом из прибылей.

Стали, содержащие значительное количество хрома (12% и более), имеют высокую склонность к зональной и дендритной ликвации; это создает благоприятные условия для развития структурной неоднородности, которая не всегда устраняется термической обработкой. Структурная неоднородность нержавеющей стали определяется химическим составом и масштабным факто-ром, который иногда оказывает более сильное влияние, чем химический состав стали. Однако, как показало исследование, введение определенных малых добавок позволяет получать круп-ные отливки с однородной структурой и требуемым уровнем жаропрочных свойств. Наиболее активными горофильными элементами по отношению к нержавеющей стали марки 12X11В2НМФЛ являются: барий, входящий в алюмобариевокальциевую лигатуру, церий в виде мишметалла и цирконий. Малые добавки этих элементов позволили в лабораторных условиях значительно изменить характер кристаллизации стали в литейной форме, повысить общий уровень ударной вязкости стали и значительно уменьшить ее склонность к структурной неоднородности. Меньшее влияние на структуру и, следовательно, свойства стали проявляет металлический кальций, который в условиях промышленной плавки оказался практически неактивным.  

Для получения наибольшего эффекта и стабильных результатов при введении малых добавок большое значение имеет со-стояние стали — ее подготовленность к присадке малых добавок. Малые добавки следует вводить в сталь после тщательной десульфурации раскисления и нагрева стали до оптимальной температуры. Чувствительность малых добавок к состоянию стали связана с высокой активностью этих элементов к сере и кисло-роду, содержащимся в стали. Наиболее часто применяемые для практических целей малые добавки обычно являются весьма активными десульфураторами и дегазаторами (по отношению к кислороду).

Влияние малых добавок бария

кальция и церия на механические свойства стали

Влияние малых добавок бария, кальция и церия на механические свойства стали 12Х11В2НМФЛ неодинаковое. Как видно из графиков, зависимость изменения ударной вязкости от количества вводимых в сталь малых добавок различна. Увеличение до определенного уровня количества бария, присаживаемого в сталь, вызывает понижение ударной вязкости, а затем повышает ее значение; с увеличением количества церия примерно до 0,25% ударная вязкость повышается до максимального значения, а затем резко снижается. Прочностные и пластические свойства стали 12Х11В2НМФЛ (оь, о0,2, 6, Ф) практически не изменяются при введении в сталь малых добавок.

Полученные в лабораторных условиях результаты по влиянию малых добавок на повышение структурной однородности стали подтвердились при исследовании промышленных плавок. Малые добавки вводили в ковш при температуре металла 1610— 1620 °С. Результаты исследования металла промышленных отливок рассматриваются в гл. VIII. 116

Улучшение пластических свойств металла достигается также разливкой металла в вакуумной камере. Простота оборудования, быстрота выполнения процесса, возможность обработки больших масс металла (за границей имеются камеры, позволяющие обрабатывать одновременно до 300 т металла) и получение высокого качества металла способствуют все большому распространению этого метода. Особенно эффективно влияние вакуумной разливки на повышение ударной вязкости металла на тангенциальных образцах, причем вакуумированный металл менее хладноломок, чем металл обычной плавки. Проводимые в ЦНИИТМАШе работы по исследованию эффективности вакуум-ной разливки для металла крупных слитков из 12%-ной хромистой стали ЭИ756 показывают обнадеживающие результаты.