Влияние внепечной обработки рафинирующей смесью универсальной (РСУ) на механические свойства отливок автосцепки из стали 20гл, выплавленных в печах с кислой футеровкой

Abstract

Дуговые печи с кислой футеровкой применяют чаще всего при выплавке низкоуглеродистой и углеродистой стали для фасонного литья. Сталь, выплавленная в кислой печи, намного экономичнее основной. Вместе с тем существенным недостатком кислых печей является невозможность осуществления в них процессов дефосфорации и десульфурации металла и, как следствие, потребность в чистых шихтовых материалах по сере и фосфору. В результате металл, выплавленный в ДСП с кислой футеровкой, обладает пониженными пластическими свойствами, что обусловливается присутствием в металле хрупких кремниевых включений, выделяющихся по границам зерен. Целью работы явилось повышение механических свойств кислой стали с использованием внепечного рафинирования металла от серы, фосфора, газов и неметаллических включений. ООО «ВКМ–Сталь» производит отливки из стали 20ГЛ для автоматической сцепки железнодорожных вагонов. Наиболее ответственные детали: корпус автосцепки и тяговый хомут относят к деталям первой группы. Детали первой группы и замок подвергаются закалке в воде и высокому отпуску. Для повышения механических свойств отливок из стали 20ГЛ для автосцепки на заводе применили обработку стали в ковше рафинирующей смесью универсальной (РСУ) производства ООО «Металлург» СОАЛ. Особенностью смеси РСУ является то, что она изготовлена на основе системы оксидов CaO-А12О3-Na2O-CaF2 и карбонатов CaCO3 и SrCO3. Смесь характеризуется отсутствием гидратации и сепарации, а также большей скоростью формирования шлаковой фазы. РСУ представляет собой усовершенствованный синтетический шлак с высокой основностью и низкой окисленностью, с низкими температурой плавления, вязкостью и поверхностным натяжением из расчета 3,3 кг/т. Применение ковшовой обработки сталей 20ГЛ для отливок автосцепки первой группы способствует резкому увеличению растягивающих нагрузок после улучшения. σТ в среднем увеличивается с 484 до 551 Дж/см2, то есть на 12 %, а σВ – с 637 до 713 Дж/см2, то есть на 11 %. Это способствует повышению надежности автосцепного устройства. Ударная вязкость с острым надрезом соответствует требованиям ГОСТ 22703, что обеспечивает выдерживание высоких ударных нагрузок.