ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

В кузнечно-прессовом отделении (КПО) механического цехапоковки массой более 1 тонны изготавливают ковкой на прессе усилием 2250 тс. Исходным материалом для ковки крупных поковок являются 12-тонные слитки фасонно-литейного цеха (ФЛЦ).

Слитки имеют восьмигранное сечение, объем прибыли составляет 20%;конусность тела 2,5%; отношение высоты слитка к его диаметру Н/d=2.

Трудности получения качественных поковок для деталей ответственного назначения связаны с невозможностью полного устранения дефектов внутреннего строения слитка при поковке. Некоторые дефекты слитка наследуются поковками, что приводит к снижению стойкости деталей и их возможному разрушению при эксплуатации, поэтому качество поковок во многом зависит от качества слитка , которое, в свою очередь, определяется тремя основными факторами:

-однородность внутреннего строения;

- степень загрязненности неметаллических включениями;

-качество поверхности слитка.

До 2000 года 12-тонные слитки получали разливкой стали сверху.

При ковке таких слитков наблюдалась зачастую следующая картина: по поверхности нагретого до ковочной температуры слитка при малых степенях обжатия (при биллетировке слитка) появлялись поперечные трещины, причем, как со стороны прибыльной и донной частей, так и в средней части слитка.

Металлографический анализ проб, взятых от этих слитков показал, что причинами трещинообразования явились:

1.Для стали марки 45 трещины появились при ковке по грубым скоплениям неметаллических включений (оксисульфиды). Просмотром шлифов было установлено, что скопление включений превышает 5 балл пятибалльной шкалы ГОСТ 1778-70.

Макроструктура имела повышенную растравимость по ликватам.

2.Для стали марки 38ХМ трещины появились при ковке по грубым строчечным сульфидным и оксидным включениям (4-5 балл по ГОСТу 1778-70). Кроме того, на поверхности темплетов были обнаружены газовые пузыри.

3.Для стали марки 40ХН2МА трещины появились при ковке по месту расположения дефектов поверхности (подкорковые пузыри, завороты, плены). Металл пробы сильно загрязнен неметаллическими включениями (3-4 балл).

Кроме того, известно и на практике подтверждается, что для поверхности слитков, полученных обычным способом разлива, характерно наличие плен и газовых пузырей,что ухудшает ковкость слитка и служит тоже причиной трещинообразования.

Таким образом, слитки обычного способа разливки стали:

1.По внутреннему строению - неоднородны

2.По степени загрязненности неметаллическими включениями - содержат грубые скопления.

3.Из-за наличия плен и газовых пузырей имеют низкое качество поверхности.

Выход годного металла при ковке таких слитков в среднем составил: для стали 20 - 53%; для стали 45 - 47%; для стали 38ХМ - 56%; для стали 40ХН2МА - 55% (см. таблицу).

С сентября 2000 года в ФЛЦ была освоена технология сифонной разливки стали под слоем синтетическогошлака. Слитки сифонной разливки отливались той же конфигурации, что и слитки обычной разливки.

Выход годного металла при ковке 12-тонных слитков

Из откованных в КПО 80 слитков сифонной разливки на 74 слитках при ковке поперечные трещины появлялись только в прибыльной части слитка (на расстоянии 200-300 мм от боковой поверхности).

Выход годного металла при ковке этих слитков в среднем составил:для стали 20 - 64%; для стали 45 - 62%; для стали 38ХМ - 64%; для стали 40ХН2МА - 65% (см. таблицу). Такой выход годного металла при ковке сифонных слитков может быть объяснен, во-первых, хорошим качеством поверхности слитков, т.к. при сифонной разливке сталь в изложницах поднимается спокойно, без брызг, а присутствующий на открытой поверхности металла слой синтетического шлака исключает возможность образования заворотов корки, что, в свою очередь, позволяет избежать образования подкорковых пузырей.

Для изучения макроструктуры, а также для определения состава и характера распределения неметаллических включений по высоте слитка были проведены дополнительные исследования.

От протянутого на диаметр 600 мм 12-тонного слитка стали 38ХМ были вырублены поперечные темплеты с прибыльной, средней и донной частей слитка (см. рисунок).

Металлографический анализ показал, что по всей высоте слитка в его осевой части наблюдалось наличие пятнистой ликвации. Причем, пятнистая ликвация была наиболее сосредоточена в прибыльной части слитка - она соответствовала 5 баллу по шкале № 3-А ГОСТ 10243-78.

В средней и донной частях наблюдалось уменьшение пятнистой ликвации: в средней части она составила 2-3 балла, а в донной части - 1 балл.

В поверхностных слоях (на расстоянии 210-225 мм от поверхности) слитка по всей его высоте ликватов обнаружено не было, т.е. глубина залегания ликвационных примесей от поверхности слитка к его оси достаточно большая.

Полученные сведения о макроструктуре слитков разных способов разливки, о состоянии поверхности слитков и результаты анализа выхода годного металла при ковке этих слитков позволяют сделать вывод, что для получения более качественных поковок и увеличения выхода годного металла при ковке целесообразнее использовать слитки полученные сифонной разливкой стали под слоем синтетического шлака.