|
|
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 меж к р и ста
л л и ч ее к о й прочности.
Многолетняя практика показала, что допустимые стандартом
концентрации серы и фосфора (0,05—0,04 % каждого) 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.
Отрицательное влияние серы и фосфора на ударную вязкость низколегированных
марганцем литейных сталей с различным содержанием углерода иллюстрируется
98. 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 операции. Применение для окончательного
раскисления силикокальция, силико- бария, силицидов, РЗМ (33 % РЗМ, 33 % Si,
33 % Fe) 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
раски- слителями и лигатурами РЗМ. Литые детали из хладостойкой износостойкой
стали эксплуатируют при температуре до —60 °С.
В число сдаточных характеристик наряду с <тх, ов, б,
введена ударная вязкость при —60 °С. 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.
|