Исследования процессов кристаллизации

Наличие большого количества углерода в виде коксика, участвующего в рудовосстановительном процессе при температуре выше 1500° С, создает условия для появления в расплаве дисперсных зерен карбида кремния, которые, являясь центрами образования минералогических фаз, совместно с MnS повышают кристаллизационную способность расплава, обеспечивают получение более мелкозернистых структур по всему сечению, упрочняют и повышают их износостойкость. Выполненные ВНИИмехчерметом исследования по влиянию технологических параметров и структуры каменного литья на остаточное напряжение в отливках показали, что одним из основных источников образования внутренных напряжений в процессе формирования отливки является неоднородность структуры. При разнице в размере кристаллов наружных и внутренних слоев отливки, достигающих кратности 4 и более, величина остаточных напряжений, как правило, превышает предел прочности материала на растяжение, что приводит к образованию в изделиях трещин.

Поэтому для получения качественных отливок необходимо стремиться к объемной кристаллизации. Это достигается за счет повышения вязкости расплавов, увеличения количества центров кристаллизации более высокотемпературных фаз, выпадающих первыми из расплава, предварительной подготовки расплава. Для оценки влияния технологических параметров, используемых в производстве каменного литья, на процессы кристаллизации изделий из огненно-жидких шлаков были отлиты плиты толщиной 200 мм. Температура заливаемого расплава 1300°С, температура формы 600° С, температура кристаллизации 900° С, скорость охлаждения 60° С/ч. Для контроля в различных зонах отливки были установлены термопары с защитным устройством, замеряющим температуру по высоте.

Запись осуществлялась 12-канальным потенциометром КСП-4. После отжига отливка вынималась из формы и разрушалась.