МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
НІКОПОЛЬСЬКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2
З ДИСЦИПЛІНИ «ТЕОРІЯ І ТЕХНОЛОГІЯ РОЗЛИВКИ ЕЛЕКТРОСТАЛІ ТА СПЕЦІАЛЬНИХ СПЛАВІВ»
Викладач: кандидат технічних наук,
доцент О.В. Жаданос
Виконав: ст.гр. ЕМН-07 Стрібіжев Артур
Нікополь 2010р.
Лабораторна робота №1 (Модуль 1): Моделювання структуроутворення зон злитку спокійної сталі (2 години)
1. Мета роботи
· Вивчити і описати процес утворення зон структурної неоднорідності сталевого злитку;
· Визначити швидкість твердіння різних шарів злитку, що кристалізується, її вплив на розвиток структурної неоднорідності;
· Оцінити вплив технологічних факторів на швидкість кристалізації і структурну неоднорідність;
· Скласти звіт по роботі.
2. Стислі теоретичні відомості
2.1 Загальні положення
Перехід сплаву з рідкого стану в твердий супроводжується двома наступними процесами кристалізацією та твердінням.
Кристалізацією називається утворення з розплаву окремих кристалів і кристалічних зон злитку.
Твердінням називається процес, що пов’язаний з динамікою збільшення кількості твердої фази і зменшення об’єму рідкої фази в різних частинах злитку.
Первинна кристалізація для злитків визначає їх механічні та спеціальні властивості, а дефекти, що виникають при кристалізації сплавів, практично невиправні.
Незважаючи на те, що розповсюджена думка про те, що дефекти литої структури усуваються в процесі наступної обробки тиском, такі види їх, як тріщини, усадкові раковини, макроліквація та ін., переносяться на готові вироби і багато в чому визначають його властивості.
Однією з основних задач, що стоять перед металургами є пошук способів управління розмірами та формою литого зерна з метою отримання однорідної мілкозернистої литої структури.
Оскільки спостерігання картини затвердіння металу безпосередньо у виливниці вельми ускладнено, використовується низка непрямих методів вивчення процесу кристалізації.
Найголовнішими з них є:
- Дослідження структури і хімічного складу металу злитків;
- Використання радіоактивних ізотопів;
- Математичне моделювання;
- Вивчення процесів кристалізації і затвердіння на холодних моделях.
Жоден з цих методів не є універсальним, кожен з них описує одну або декілька сторін складної фізико-хімічної, гідродинамічної і теплотехнічної обстановки процесів, що досліджуються і розширює наші уяви щодо загальної картини кристалізації сталевого злитку.
Спостерігання за ходом цього процесу на прозорих моделях дозволяє уточнити низку положень, що стосуються формування різних кристалічних зон у злитках спокійної сталі, механізму утворення усадкової раковини і дефектів усадкового походження, визначення низки кількісних характеристик швидкості процесу кристалізації та ін.
сталь розливка установка
2.2 Будова злитку спокійної сталі
Структура злитку спокійної сталі характеризується наявністю наступних зон:
1 – поверхневий шар мілких кристалів; 2 – зона стовбчастих кристалів; 3 - внутрішня зона кристалів, що різно орієнтовані; 4 – конус мілких неорієнтованих кристалів знизу злитка, так званий “конус осадження”; 5 – “міст” щільного металу в верхній частині злитку з гарно деформованих крупних неорієнтованих кристалів; 6 – зона усадкової раковини і зона усадкової пористості.
Одним з основних факторів, що визначають утворення литої структури злитку, є швидкість кристалізації.
Злиток, що відливається у виливницю, характеризується тим, що основна частина його тіла кристалізується при раціональному відведенні тепла до стінок виливниці. ............
