Способ получения сплошнойзаготовки

Способ получения сплошнойзаготовки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(11) Sl8675

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социаннстнчеокнк

Распублнк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.06.78 (21) 2630763/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 07.04.81 (51) М. К .

В 21 В 1(02

1осударственный комитет

СCC,P ло делам изобретений н открытнк (53) УДК 621.77.04 (088.8) .,4 4я,. ::6: й;, И. Н. Потапов, Б. А. Романцев, А. В. Гонча к и В. А. Попов

Московский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени институт стали и сплавов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛОШНОЙ ЗАГОТОВКИ

Из@бретение относится;к металлургии и может быть использовано при разливке стали и сплавов и деформировании слитков в сплошную заготовку.

Известен способ получения сплошной заготовки, при котором расплавленный металл заливают вокруг стержня из того же материала (1).

Этим достигается предупреждение образования столбчатых радиальных кристаллов, однако способ не позволяет создавать ориентированного распределения и раздробления ликвационной зоны.

Также известен способ получения сплошной заготовки, включающий непрерывную разливку металла в кристаллизатор, его затвердевание, и деформирование слитка, например прокаткой или ковкой, в сплошную заготовку заданных размеров (2).

К недостаткам этого способа относится неоднородность слитка и неравномерность деформации, в результате чего сплошная заготовка, полученная таким способом, характеризуется значительной анизотропией физико-механических свойств.

Целью изобретения является повышение качества заготовки путем создания ориентированного распределения ликвационной зоны, Поставленная цель достигается тем, что разливку осуществляют в кристаллизатор с граненой полостью, в которую вводят многогранный стержень, ребра которого ориентируют посередине граней кристаллизатора и осуществляют последующую деформацию слитка осесимметричным приложением усилия к его боковой поверхности.

Предложенное изобретение поясняется чертежом, где изображена схема получе10 ния сплошной заготовки.

В кристаллизаторе 1 получают слиток 2, который после выхода из кристаллизатора и порезки деформируют в стане винтовой прокатки 3. Одновременно с подачей ме15 талла в кристаллизатор непрерывно вводят стержень 4. Разливку осуществляют из ковша 5.

Введение стержня из деформированного металла приводит к тому, что в осевой зоне слитка по всей его длине находится сплошной металл с хорошо проработанной структурой, а ликвационные процессы выведены из осевой зоны слитка, так как в последнюю очередь кристаллизация происходит уже не в осевой зоне, а в промежутке между поверхностью стержня и поверхностью слитка. Ориентирование же многогранного стержня относительно кристаллизатора, имеющего граненую полость, 30 обеспечивает дробление при кристаллизации сплошной ликвационной зоны на от10

65 дельные области в местах наибольшего удаления от поверхности стержня и заготовки, Такая искусственная дробность ликвационной зоны способствует более полному ее устранению при последующей деформации.

Ликвация размещается в периферииной зоне, приблизительно в области 0,6 — 0,7 радиуса слитка, и для устранения этой неоднородности структуры необходимо приложить осесимметричные деформирующие усилия к боковой поверхности слитка со стержнем.

TlpH осесимметричном приложении деформирующих усилий схема напряженного состояния приближается к всестороннему сжатию, что обеспечивает закрытие дефектов. Такую схему деформирования можно осуществить на станах поперечно-винтовой прокатки или в ротационно-коночной машине. 1 аким образом, хорошо прорабатываются периферийные и околоцентральные слои за исключением осевой зоны радиусом

r (0,05 Я (Й вЂ” р адиус заготовки) .

11ри другой схеме приложения деформирующих усилий появляются радиальные растягивающие напряжения и осуществляется знакопеременная деформация, при которой тенденция к закрытию дефектов гораздо слабее.

При введении стержня в зависимости от его размеров процесс кристаллизации разделяется на несколько стадий; стадия 1— переохлаждение жидкой стали у поверхности стержня с образованием вокруг него твердого слоя равноосных зерен в условиях, близких к формированию чистых металлов в однофазном состоянии; стадия П вЂ ро дендритов с поверхности слоя равноосных зерен с последовательным уменьшением линейной скорости продвижения фронта кристаллизации со стороны стержня и соответствующим уменьшением объема жидкой фазы в зоне действия стержня. Данная стадия прекращается, когда движение фронта кристаллизации останавливается и температура стержня становится близкой к линии солидус; стадия Ш вЂ” последующее затвердевание металла, сопровождающееся продвижением фронта кристаллизации со стороны стенок кристаллизатора с частичным расплавлением затвердев ающего металла вокруг стержня; стадия 1V — частичное или полное расплавление стержня с последующим продвижением фронта кристаллизации со стороны внешней зоны до полного завершения этого процесса. С точки зрения получения хорошего качества центральных слоев слитка IV стадия недопустима. Наличие указанных стадий кристаллизации зависит от размеров и материала стержней. Таким образом можно добиваться исключения IV стадии, например применяя стержень из легированного металла с более высокой температурой плавления. Выбор размеров стержня и материала лимитируется условиями свариваемости прутка и жидкого металла.

Г1оследующее деформирование слитка позволяет хорошо проработать приконтактные области металла, однако по мере удаления от поверхности проникновение деформации уменьшается, таким образом, в жидкий металл следует вводить стержень с большой площадью поперечного сечения (до 10 от площади кристаллизатора).

И хотя при этом ухудшаются условия свариваемости, последующая горячая деформация улучшает качество металла в приконтактной зоне, обеспечивает надежное сваривание.

Пример конкретного выполнения.

По предлагаемому способу в квадратный кристаллизатор @100)(100 мм производили разливку стали ШХ-15 и в процессе разливки в кристаллизатор непрерывно вводили квадратный стержень (штангу)

@25+25 мм из горячекатаной стали ШХ-15.

Со стержня предварительно была удалена окалина, ребра стержня ориентированы посередине граней кристаллизатора.

Процесс формирования непрерывнолитого слитка протекал стабильно. 11олученный слиток со стержнем из деформированной стали резали на мерные длины и деформировали в горячем состоянии осесимметричным приложением усилия к его боковой поверхности на стане винтовой прокатки.

Процесс винтовой прокатки осуществляли при повышенных углах подачи (15 — 18") с обжатием за проход не менее 1о — 20%.

Такая величина обжатия обеспечила интенсивную проработку структуры металла и заваривание усадочных пор и пустот, р асположенных в кольцевой зоне. благодаря данному способу достигается высокое качество проката при сравнительно небольших вытяжках (р,=2,5 — 3).

Формула изобретения

Способ получения сплошной заготовки, включаю1ций непрерывную разливку металла в кристаллизатор с одновременным введением в него стержня, затвердевание металла в слиток и его последующую деформацию, отличающийся тем, что, с целью повышения качества заготовки путем создания ориентированного распределения ликвационной зоны, разливку осуществляют в кристаллизатор с граненой полостью, в которую вводят многогранный стержень из деформированного металла, ребра которого ориентируют посередине граней кристаллизатора, и осуществляют последующую деформацию слитка осесимметричным приложением усилия к его боковой поверхности, 818675

Составитель М. Реутова

Редактор Н. Ахмедова

Техред И. Пенчко

Корректоры: Н. Федорова и О. Силуянова

Заказ 638/1 Изд. № 270 Тираж 889 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание экспертизой

1. Герман Эд. Непрерывное литье.

«Металлургиздат», 1961, с. 221 †2.

2. Чижиков Ю. М. Редуцирование и прокатка металла непрерывной разливки. M., «Металлургия», 1974, с. 13 — 19.