Разработка технологических принципов получения чугунов с шаровидным графитом высоких марок с использованием медь-магниевой лигатуры

Abstract

Объект исследования – чугун с шаровидным графитом. Цель работы – повышение механических и эксплуатационных свойств отливок из чугуна с шаровидным графитом. Произведен обзор технологий получения высокопрочных чугунов с шаровидным графитом в Республике Беларусь. Экспериментально исследованы технологические особенности процесса десульфурации исходного расплава с использованием эффективных препаратов, обеспечивающих снижение концентрации серы. Предложен и совершенствован вариант сфероидизирующей обработки высокопрочного чугуна с использованием специального ковша с крышкой, обеспечивающий максимальное усвоение магния при минимальном расходе лигатуры и гарантированное получение шаровидного графита равномерно распределенного в объеме материала. Выполнены экспериментальные исследования технологических особенностей получения ЧШГ повышенной прочности. Установлено, что ковшевая сфероидизирующая обработка чугуна медь-магниевой лигатурой позволяет гарантированно получить перлитную структуру, которая в сочетании с шаровидной формой графита обеспечивает механические свойства в литом состоянии на уровне марок ВЧ70-ВЧ80. Экспериментально подобраны режимы термической обработки чугуна, позволяющие получать еще более высокие марки ЧШГ. Проведены лабораторные и промышленные испытания технологии получения ЧШГ высоких марок и изготовлены опытные отливки. Разработаны рекомендации по практическому применению технологии сфероидизирующей и термической обработки ЧШГ. Методы исследований: плавка медь-магниевой лигатуры, плавка синтетического чугуна, ковшевое модифицирование, химический, и металлографический анализы, термическая обработка, механические свойства. Новизна полученных результатов. Подобраны низкосернистые шихтовые материалы в виде стального конверсионного лома, совершенствована технология ковшевого модифицирования, предусматривающая специальную герметичную крышку, обеспечивающую стабилизацию процесса сфероидизации графита, а так же исключение выбросов жидкого чугуна в процессе обработки. Экспериментально подобран режим ТО, включая обработку холодом, что позволило гарантированно исключить из структуры остаточный аустенит после закалки.