МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра металлургии

РЕФЕРАТ

«Классификация и производство отливок из хладостойкой стали. Отливки из магниевых сплавов.»

Выполнили: Дарчев Н.

Андреев А.

Селезнёв Е.

Принял: Казакова Т.В.

ЛИПЕЦК – 2002

ОТЛИВКИ ИЗ ХЛАДОСТОЙКОЙ СТАЛИ

Развитие криогенной техники, бурное освоение сырьевой базы в районах
Крайнего Севера и Дальнего Востока потребовали изготовления машин и различного оборудования, способного надежно и длительно работать при отрицательных температурах. Хладостойкость многих, в том числе и литейных конструкционных сталей недостаточна. Основной причиной, вызывающей снижение пластичности и сопротивления хрупкому разрушению в области отрицательных температур, является загрязненность сплава кислородом, серой, фосфором, рядом цветных металлов. С их присутствием связано образование различной формы неметаллических включений, снижение межкристаллической прочности.

Многолетняя практика показала, что допустимые стандартом концентрации серы и фосфора (~0.05-0.04% каждого из элементов) являются чрезвычайно высокими. По данным Ю.А.Шульте, при уменьшении содержания серы в нелегированной и низколегированной конструкционных сталях от 0.04 до 0.01% ударная вязкость возрастает в 2 – 3 раза, снижается порог хладноломкости.
Установлено, что наибольший рост пластичности и ударной вязкости достигается при содержании серы менее 0.01%. Следовательно, одним из направлений является глубокая десульфурация стали. Количество оксидных включений и их форма во многом определяются природой раскислителей и технологией проведения этой операциию Применение для окончательного раскисления силикокальция, силикобария, силицидов позволяет не только снизить общую загрязненность стали неметаллическими включениями, но и придать им более благоприятную округлую форму. Существенное значение имеет строение металлической основы. Мелкозернистая равноосная структура матрицы, получаемая в результате легирования и термической обработки, повышает хладостойкость стали.

Особенностью хладостойких литейных сталей (ГОСТ 21357-75) является низкая допустимая концентрация серы и фосфора (до 0.02% каждого). Большую часть сталей легируют молибденом (0.1-0.3%) и ванадием (0.06-0.15%).
Стандарт требует обрабатывать сталь при выплавке комплексными раскислителями. Литые детали из хладостойкой износостойкой стали эксплуатируют при температуре до –60ОС.

В число сдаточных характеристик наряду с [pic]введена ударная вязкость при –60ОС. Не допускаются в отливках неметаллические включения пленочного типа.

Как следует из изложенного выше, основные особенности производства хладостойких отливок заключаются в выплавке, модифицировании сплавов и термической обработке отливок. Каких-либо существенных изменений технологии изготовления форм и других процессов получения отливок не требуется.

Типовыми представителями отливок из хладостойких сталей марок
27ХН2МФЛ, 35ХМФЛ и др. по ГОСТ 21357 являются звенья гусениц тракторов и экскаваторов, зубья ковшей, разрыхлители грунта, сварочно-литые конструкции больших сечений экскаваторов; изделия из этих сталей в основном применяются в горнорудной и горнометаллургической промышленности.

В холодильной технике широко применяют сжиженные газы, в частности азот. Чтобы сохранить его в жидком состоянии, нужен ужасный мороз — почти
200 градусов ниже нуля. При такой температуре обычная сталь становится хрупкой, как стекло. Контейнеры для хранения жидкого азота делают из хладостойкой стали, но и она долгое время “страдала” одним существенным недостатком: сварные швы на ней имели низкую прочность. Устранить этот недостаток помог молибден. Прежде в состав присадочных материалов, применяемых при сварке, входил хром, который как оказалось, приводил к растрескиванию кромок шва. Исследования позволили установить. что молибден, наоборот, предотвращает образование трещин. После многочисленных опытов был найден оптимальный состав присадки: она должна содержать 20% молибдена. А сварные швы теперь так же легко переносят двухсотградусный мороз, как и сама сталь.

Фотографические структуры стали 40ХНМЛ до и после обработки бескремниевыми комплексными лигатурами*

Дендритная структура стали 40ХНМЛ (х20)

[pic]

До обработки Обработано

Микроструктура стали 40ХНМЛ (х400)

[pic] [pic]

До обработки Обработано