Дефекты металлических слитков

 

К дефектам слитка относят также ликвацию - неоднородность химического состава. Так, в нижней части тела слитка массой 19 т из стали 55Х содержание углерода составляет ~0,5 %, а в верхней - 0,8 %. Объясняется это тем, что менее легкоплавкие компоненты сплава затвердевают позже, чем основной сплав, и выжимаются в центральную и верхнюю части слитка.

К другим дефектам слитка следует отнести плены, трещины, газовые пузыри, частицы различных неметаллических включений.

Плены

Плены образуются при заливке жидкого металла в изложницу. Струя металла, падая с большой высоты и ударяясь в дно, разбрызгивается на стенки и затвердевает в виде пленки. Плены имеют окисленную поверхность и не свариваются с основным металлом ни при затвердевании слитка, ни при его ковке. Во время ковки плены могут попасть в тело поковки и привести к браку.

Трещины

Трещины могут возникать при быстром охлаждении слитка, когда наружные его слои охладились, а внутренние имеют высокую температуру. Наружные слои из-за усадки металла стремятся к сжатию, но так как этому препятствуют внутренние слои, то в наружных возникают большие растягивающие напряжения, которые и могут вызвать разрушение металла.

Газовые пузыри

Газовые пузыри образуются вследствие уменьшения растворимости газов с понижением температуры жидкого металла. Если скорость охлаждения слитка высокая, то растворенные в жидком металле газы не успевают выйти в атмосферу и часть их остается в затвердевшем металле, образуя в нем пустоты - газовую пористость. В микропорах металла может накапливаться водород под высоким давлением, что приводит к образованию внутренних надрывов (флокенов) в металле.

Чаще всего флокены образуются в некоторых легированных сталях, поэтому слитки из таких сталей охлаждают очень медленно, чтобы максимально удалить растворенные в жидком металле газы, а также во избежание возникновения трещин при охлаждении.

Посторонние включения

Неметаллические включения (шлаки, песчинки, куски огнеупоров и т.п.) служат концентраторами напряжений, снижающими механические свойства стали (прочность, пластичность). Они могут попасть в жидкий металл как в процессе плавки, так и при разливке и кристаллизации слитка.

Дня повышения качества слитков плавку металла осуществляют в вакуумных, электронно-лучевых и плазменных печах; слитки отливают в вакууме (вакуумная дегазация металла), а также получают электрошлаковым (ЭШП) и вакуумно-дуговым (ВДП) переплавом.

Похожие материалы