Исследование влияния параметров внутриформенного модифицирования на механизм и кинетику растворения Ферросилиций-магниевой лигатуры ФСМг6
DOI:
https://doi.org/10.20535/2519-450x.6.2015.63272Анотація
На сегодняшний день существует потребность машиностроения в отливках из высокопрочного чугуна повышенного качества. Рационально производить мелкое и среднее литье на автоматических линиях. Оптимизация параметров процесса модифицирования в проточных реакторах, расположенных в литниковой системе, способна обеспечить повышение качества отливок из высокопрочного чугуна.
Было изучено влияние комплекса технологических факторов на переход магния из ферросилиций-магниевой лигатуры в металл отливок при внутриформенном модифицировании. Исследовали влияние температуры заливаемого чугуна, фракции модификатора, расхода модификатора и коэффициента заполнения реактора модификатором на содержание магния в отливках. Возможность интенсификации процессов за счет повышения температуры расплава или концентрации магния в ферросилиций-магниевой лигатуре ограничена по причине снижения степени перехода магния в чугун. Интенсифицировать гидродинамические процессы позволяет применение центробежных реакторов. В центробежных реакторах частицы ферросилиций- магниевой лигатуры с плотностью в два раза меньше плотности жидкого чугуна сепарируются в центральной части реактора вдоль оси вращения. Интенсивное перемешивание твердой фазы способствует выравниванию температуры и концентраций в объеме реактора, ускоряет ход тепломассообменных процессов и повышает эффективность модифицирования. В таких условиях реализуется кинетический режим, обеспечивающий при модифицировании в литейной форме заполнение отливок расплавом с наиболее высокой концентрацией магния и других химических элементов, что повышает стабильность технологии получения высокопрочного чугуна. По сравнению с прямоточным модифицирование в центробежных реакторах позволяет увеличить заполение объема реактора твердой фазой с 50 до 70-75% и повысить степень перехода магния из лигатуры в металл отливок более чем на 30 %, что обеспечивает увеличение выхода годного литья, снижение расхода дорогой лигатуры, оптимизацию структурообразования и повышение свойств литых изделий из высокопрочного чугуна. Оптимальный расход магниевой лигатуры следует выбирать таким образом, чтобы его растворение завершилось к моменту, когда расплавом заполняется 70–80 % объема формы. Экспериментально подтверждена необходимость стабилизации температуры заливки форм в весьма узком диапазоне (20-30 0С). Показано, что влияние температуры заливки на структурообразование и механические свойства отливок из высокопрочного чугуна проявляется главным образом через влияние ее на кинетику растворения модификатора в проточном реакторе. В условиях обеспечения оптимального режима растворения магниевой лигатуры нижний предел температуры заливки необходимо установить исходя из условий гарантированной заполняемости форм (без образования спаев и недоливов), а верхний ограничить величиной (+ 30 0С) с целью получения минимальной усадки высокопрочного чугуна, что имеет большое значение для получения отливок без усадочных дефектов. Исследования показали, что наиболее высокое усвоение магния из лигатуры наблюдалось при фракции от 1 до 10 мм. Содержание магния в отливках составляло 0,040… 0,063%. Создание в реакторе режима центробежного движения активизирует размыв засыпки ферросилиций магниевой лигатуры, ускоряя ход тепломассообменных процессов, что позволяет применять расширенные по гранулометрическому составу полидисперсные фракции 1…10 и 1…15 мм, в отличии от широко применяемой для внутриформенного модифицирования фракции 1…5 мм, снизит затраты на дробление и отсев лигатуры и уменьшит количество отходов в виде образующейся при дроблении пылевидной фракции с размером частиц менее 1 мм.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2016 Нові матеріали і технології в машинобудуванні
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by-nc-nd/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Етика автора:
- Автор (або колектив авторів) несе (чи) відповідальність за новизну і достовірність результатів наукового дослідження. Автори статті повинні надавати достовірні результати проведених досліджень. Завідомо неправдиві або сфальсифіковані затвердження неприйнятні.
- Автори повинні гарантувати, що результати дослідження, викладені в поданій рукописи, повністю оригінальні.
- Запозичені фрагменти або твердження повинні бути оформлені з обов'язковим зазначенням автора та першоджерела.
- Неетичні і неприйнятні надмірні запозичення, а також плагіат в будь-яких формах, включаючи неоформлені цитати, перефразування або привласнення прав на результати чужих досліджень.
- Необхідно визнавати внесок всіх осіб, так чи інакше вплинули на хід дослідження, зокрема, в статті повинні бути представлені посилання на роботи, які мали значення при проведенні дослідження.
- Співавторами статті повинні бути вказані всі особи, які внесли істотний внесок у проведення дослідження.
- Автори не повинні надавати в журнал рукопис, яка була відправлена в інший журнал і знаходиться на розгляді, а також статтю, вже опубліковану в іншому виданні.
Етика редакції:
- Редакція несе відповідальність за оприлюднення авторських творів. При прийнятті рішення про публікацію редактор журналу керується достовірністю представлення даних і наукової значимістю даної роботи.
- Редактор повинен оцінювати інтелектуальний зміст рукописів. Виходячи з принципів конфіденційності неопубліковані дані, отримані з представлених до розгляду рукописів, не повинні використовуватися для особистих цілей або передаватися третім особам без письмової згоди автора.
- Редактор не повинен допускати до опублікування інформацію, якщо є достатньо підстав вважати, що вона є плагіатом.
Етика публікацій:
Журнал є виданням відкритого доступу. Всі статті вільні для перегляду, читання, завантаження та друку.
Матеріали приймаються українською, російською або англійською мовами і відповідно публікуються мовою оригіналу.