Исследования свойств отливок, залитых электродами второго переплава сплава ВТ5Л собственного производства
Рассмотрена проблема производства расходуемых электродов и фасонных отливок. Приведены результаты исследований свойств электродов и отливок из сплава ВТ5Л, изготавливаемых из второго переплава прессованных брикетов губчатого титана отечественного производства. Розглянуто проблему виготовлення витрат...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Процессы литья |
|---|---|
| Datum: | 2010 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2010
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49828 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Исследования свойств отливок, залитых электродами второго переплава сплава ВТ5Л собственного производства / З.А. Ивченко, В.В. Лунeв // Процессы литья. — 2010. — № 4. — С. 73-78. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-49828 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Ивченко, З.А. Лунев, В.В. 2013-09-28T14:46:13Z 2013-09-28T14:46:13Z 2010 Исследования свойств отливок, залитых электродами второго переплава сплава ВТ5Л собственного производства / З.А. Ивченко, В.В. Лунeв // Процессы литья. — 2010. — № 4. — С. 73-78. — рос. 0235-5884 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49828 621.74.002.6:669.295.5 Рассмотрена проблема производства расходуемых электродов и фасонных отливок. Приведены результаты исследований свойств электродов и отливок из сплава ВТ5Л, изготавливаемых из второго переплава прессованных брикетов губчатого титана отечественного производства. Розглянуто проблему виготовлення витратних електродів та фасонних виливок. Наведено результати досліджень властивостей електродів та виливок зі сплаву ВТ5Л, виготовляємих із другого переплаву пресованих брикетів губчастого титану власного виробництва. The problem of production of consumable electrodes and shaped castings is considered. The results shown of the properties analysis of the electrodes and castings made of ВТ5Л alloy with the use of remelted compacted titanium sponge briquettes of domestic production. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Процессы литья Новые литые материалы Исследования свойств отливок, залитых электродами второго переплава сплава ВТ5Л собственного производства Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Исследования свойств отливок, залитых электродами второго переплава сплава ВТ5Л собственного производства |
| spellingShingle |
Исследования свойств отливок, залитых электродами второго переплава сплава ВТ5Л собственного производства Ивченко, З.А. Лунев, В.В. Новые литые материалы |
| title_short |
Исследования свойств отливок, залитых электродами второго переплава сплава ВТ5Л собственного производства |
| title_full |
Исследования свойств отливок, залитых электродами второго переплава сплава ВТ5Л собственного производства |
| title_fullStr |
Исследования свойств отливок, залитых электродами второго переплава сплава ВТ5Л собственного производства |
| title_full_unstemmed |
Исследования свойств отливок, залитых электродами второго переплава сплава ВТ5Л собственного производства |
| title_sort |
исследования свойств отливок, залитых электродами второго переплава сплава вт5л собственного производства |
| author |
Ивченко, З.А. Лунев, В.В. |
| author_facet |
Ивченко, З.А. Лунев, В.В. |
| topic |
Новые литые материалы |
| topic_facet |
Новые литые материалы |
| publishDate |
2010 |
| language |
Russian |
| container_title |
Процессы литья |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| format |
Article |
| description |
Рассмотрена проблема производства расходуемых электродов и фасонных отливок. Приведены результаты исследований свойств электродов и отливок из сплава ВТ5Л, изготавливаемых из второго переплава прессованных брикетов губчатого титана отечественного производства.
Розглянуто проблему виготовлення витратних електродів та фасонних виливок. Наведено результати досліджень властивостей електродів та виливок зі сплаву ВТ5Л, виготовляємих із другого переплаву пресованих брикетів губчастого титану власного виробництва.
The problem of production of consumable electrodes and shaped castings is considered. The results shown of the properties analysis of the electrodes and castings made of ВТ5Л alloy with the use of remelted compacted titanium sponge briquettes of domestic production.
|
| issn |
0235-5884 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49828 |
| citation_txt |
Исследования свойств отливок, залитых электродами второго переплава сплава ВТ5Л собственного производства / З.А. Ивченко, В.В. Лунeв // Процессы литья. — 2010. — № 4. — С. 73-78. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT ivčenkoza issledovaniâsvoistvotlivokzalityhélektrodamivtorogopereplavasplavavt5lsobstvennogoproizvodstva AT lunevvv issledovaniâsvoistvotlivokzalityhélektrodamivtorogopereplavasplavavt5lsobstvennogoproizvodstva |
| first_indexed |
2025-11-25T22:42:18Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:42:18Z |
| _version_ |
1850569052059074560 |
| fulltext |
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 4 (82) 73
Новые литые материалы
12. Гордеев В. В. НПК «Герметик» - специализированное производство торцовых уплотнений
для всех отраслей народного хозяйства // Химическое и нефтегазовое машиностроение.
− 2001. − № 8. – С. 14-17.
13. Тюрин Ю. Н., Жадкевич М. А. Плазменные упрочняющие технологии. − Киев: Наук. дум-
ка, 2008. − 216 с.
14. Novytskyy V. G., Havryliuk V. P., Tikhonovich V. I. Effect of copper on wear rate of stainless Fe-Cr-C-Cu
steels for power industry under sliding friction // Proceedings of the 4 th European Stainless
Steel Science and Market Congress. Paris, France. − 2002. − P. 380-385.
15. Марковский Е. А., Олексенко И. В., Гаврилюк В. П. Влияние термоциклической обработки
на структуру и износостойкость серого чугуна, легированного медью и серой // Процессы
литья. − 2002. − № 2. – С. 10-15.
16. Novytskyy V. G., Havryliuk V. P., Tikhonovich V. I., Panasenko D. D. Wear rate of cast Fe-Cr-Cu-C
composites microalloyed by V, Ti, Nb, and Zr under sliding friction // Proceedings of the 10th
Nordic Symposium on Tribology (Nordtrib 2002). − Stockholm, Sweden, 2002.
17. Novytskyy V. G., Havryliuk V. P., Kaltchuk N. A., Panasenko D. D. Effect of initial structure of cast
composites Fe-Cr-Cu-C-(Me) on the formation of near-surface structure under dry and bound-
ary friction // Proceedings of World Tribology Congress 3, (WTC2005-63054), September 12-16.
Washington, USA. − 2005.
Поступила 09.11.2009
УДК 621.74.002.6:669.295.5
З. А. Ивченко, В. В. Лунeв
Запорожский национальный технический университет, Запорожье
ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ОТЛИВОК, ЗАЛИТЫХ
ЭЛЕКТРОДАМИ ВТОРОГО ПЕРЕПЛАВА СПЛАВА ВТ5Л
СОБСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Рассмотрена проблема производства расходуемых электродов и фасонных отливок. При-
ведены результаты исследований свойств электродов и отливок из сплава ВТ5Л, изготав-
ливаемых из второго переплава прессованных брикетов губчатого титана отечественного
производства.
Ключевые слова: фасонная отливка, расходуемый электрод, переплав, тигель, изложница,
кондиционные отходы.
Розглянуто проблему виготовлення витратних електродів та фасонних виливок. Наведено
результати досліджень властивостей електродів та виливок зі сплаву ВТ5Л, виготовляємих
із другого переплаву пресованих брикетів губчастого титану власного виробництва.
Ключові слова: фасонна виливка, витрачаємий електрод, переплав, тигель, виливниця,
кондиційні відходи.
The problem of production of consumable electrodes and shaped castings is considered. The
results shown of the properties analysis of the electrodes and castings made of ВТ5Л alloy with the
use of remelted compacted titanium sponge briquettes of domestic production.
Keywords: shaped casting, consumable electrode, remelting, crucible, ingot mold, specification
scrap.
Постановка проблемы и состояние вопроса. Основными недостатками титана и
его литейных сплавов как конструкционного материала являются их относительно
74 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 4 (82)
Новые литые материалы
невысокая пластичность и теплоустойчивость. Тем не менее, уникальное сочетание
физико-химических, антикоррозионных и технологических свойств титана и его
сплавов сделали их незаменимыми материалами в современных авиа- и двигате-
лестроении.
В настоящее время для производства фасонных титановых отливок в вакуумно-
дуговых плавильно-заливочных установках используют титановые электроды
импортного производства, что влияет на себестоимость и, соответственно, конку-
рентоспособность отечественного титанового литья. Поэтому решение задачи по
использованию титановых электродов отечественного производства, изготовление
которых в Украине до настоящего времени практически отсутствует, взамен импорт-
ных является актуальной задачей.
Постановка задачи исследования. Исследовать свойства электродов и отливок
из сплава ВТ-5Л, изготавливаемых из переплава прессованных брикетов губчатого
титана отечественного производства.
Основные результаты исследований. Для решения поставленной задачи было
проведено уточнение методики расчета шихты, разработана технология изготовле-
ния прессованных брикетов из губчатого титана с добавкой алюминия, определены
рациональные параметры технологии плавки. Расходуемые электроды и отливки
изготавливали по технологической схеме, которая состоит из ряда этапов, схема-
тично представленных на рис. 1.
Первый этап изготовления электродов ( рис. 1) включает компактирование губ-
чатого титана совместно с легирующим компонентом (алюминием). Прессованные
брикеты изготавливали из губчатого титана марки ТГ-110 (ДСТУ 3079-95). Для
легирования использовали алюминий марки А99 (ГОСТ 11069-2001). Количество
алюминия, вводимого в губчатый титан для производства брикетов, составляло
5,6 % по массе. Алюминий вводили в губчатый титан в виде прута размером
Рис. 1. Схема изготовления расходуемых электродов собственного производства
и отливок
Изготовление брикетов
Первый переплав
(изготовление электрода
первичного)
Второй переплав
Третий переплав
(изготовление электрода
третьего переплава)
Четвертый переплав
(изготовление электрода
четвертого переплава)
Изготовление отливок
Кондиционные отходы в
тигель печи
Кондиционные отходы
в тигель печи
Кондиционные отходы в
тигель печи и изложницу
Кондиционные отходы в
тигель печи
Кондиционные отходы
в тигель печи
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 4 (82) 75
Новые литые материалы
∅ 20×(40-50)мм. Брикеты прессовали на гидравлическом прессе с усилием 125 т,
в результате получали брикеты цилиндрической формы с размерами ∅130×150мм
и массой ≈ 5,3 кг.
На втором этапе изготовления электродов использовали схему двойного и
тройного переплавов. В настоящей работе приведены результаты исследований
отливок, залитых вторым переплавом.
При изготовлении электродов для проведения первого переплава первона-
чально применяли электрод импортного производства сплава марки ВТ-5Л
(ТУ 1-92-148-89), для второй и последующих плавок - электроды собственного
производства. Для плавки в тигель печи ВДЛ-4 загружали 10-40 кг кондиционных
отходов собственного производства сплава ВТ-5Л, вакуумировали рабочее про-
странство печи и расплавляли шихту по режиму, приведенному в табл. 1.
После накопления в тигле печи требуемого количества расплавленного металла
расплав выпускали в изложницу, в которой предварительно вплотную друг к другу
устанавливали 19 брикетов. Первичный электрод после заливки изложницы охлаж-
дали до температуры окружающей среды, извлекали из изложницы, приваривали
к переходнику основного штока печи, расплавляли и производили заливку форм.
Химический состав сплава с целью определения равномерности распределения
легирующего элемента определялся в различных зонах по высоте элемента литни-
ковой системы (боковой стояк) на темплетах, вырезанных в поперечном сечении.
Схема распределения зон для проверки химического состава представлена на рис.
2. Результаты химического и спектрального анализов сплава ВТ-5Л в отливках, за-
литых электродом второго переплава, приведены в табл. 2.
Анализ данных табл. 1 показывает, что в отливках, залитых вторым переплавом,
химический состав соответствует требованиям ТУ 1-92-184-89 «Сплавы титановые
литейные. Марки» и практически не уступает покупным электродам.
С точки зрения технической реализации процесса из-
готовления электрода его первый переплав является наи-
более сложным. Это связано с прохождением различных
процессов (испарением алюминия, рафинированием
расплава от примесей), обусловленных значительной
химической неоднородностью используемых прессо-
ванных брикетов. Химическая неоднородность брикетов
обусловлена условиями их производства. Алюминиевая
составляющая смеси в процессе брикетирования механи-
ческой смеси губчатого титана и алюминия выдавливается
из прессуемого брикета и преимущественно остается на
его поверхности. В процессе плавки, по достижении со-
ответствующей температуры, этот алюминий начинает
испаряться, дестабилизируя процесс ведения плавки. Как
результат этой нестабильности – поверхность полученного
электрода имеет налет возгонов.
Вторичный переплав электрода характеризуется боль-
шей стабильностью процесса прохождения плавки, прохо-
Рис. 2 . Схема отбора проб
на химический анализ
А
В
С
D
Периоды плавки Ток, кА Напряжение, В Продолжительность, мин
Прогрев 8±0,5 26-30 3-5
Период 1 22±0,5 38-42 2±0,25
Период 2 21±0,5 38-42 по расчету
Таблица 1. Режим плавки электродов
Примечание: расчет продолжительности второго периода плавки проводят, исходя из скорости
плавки печи при силе тока 21 кА
76 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 4 (82)
Новые литые материалы
дит, практически, без ионизации в зазоре между
переплавляемым электродом и кондиционными
отходами сплава в тигле печи.
Качество используемого расходуемого
электрода во многом предопределяет качество
самих отливок, в том числе и механические
свойства сплава в литом состоянии. Механиче-
ские свойства титановых сплавов в соответствии
с технологическим процессом, принятым в
цехе титанового литья, оценивали на образцах,
вырезанных из боковых стояков залитых форм
и залитых отливок “Фланец”, “Переходник” и
“Кронштейн”, внешний вид которых представ-
лен на рис. 3.
Графитовые формы, изготовленные методом
литья по выплавляемым моделям, заливали
сплавом ВТ-5Л центробежным способом. Тем-
пература графитовых форм в момент заливки
была равна температуре окружающей среды в
литейном цехе, частота вращения формы при
заливке – 150 об/мин.
Результаты определения механических
свойств сплава ВТ-5Л в образцах приведены в
табл. 3.
Анализ данных таблицы показывает, что
механические свойства образцов соответству-
ют требованиям отраслевого стандарта ОСТа
190060-92 и находятся на уровне свойств об-
разцов, полученных от импортных электродов.
Анализ содержания кислорода и азота в
электродах, использованных для изготовления
отливок, показал, что в металле отливок, из-
готовленных из электрода второго переплава,
содержание [О] = 0,129 % и [N] = 0,044 %, что
не превышает допустимых норм.
Полученные отливки имеют высокую чистоту
поверхности, не имеют визуально определяе-
мых поверхностных дефектов металлургиче-
ского происхождения. Внутренние
усадочные дефекты отливок контро-
лировали методом проникающего
излучения – рентгенпросвечивае-
нием. Проведенные исследования
с применением рентгеноконтроля
показали, что в отдельных отливках
имеются допустимые локальные
усадочные раковины, носящие то-
чечный характер и не являющиеся
браковочным признаком для данных
отливок, то есть по результатам
внутрицехового контроля все из-
готовленные отливки (27 шт) при-
знаны годными – соответствующими требованиям, предъявляемым к ним по всем
контрольным показателям качества.
П
ро
ба
С
од
ер
ж
ан
ие
э
ле
м
ен
то
в,
%
(
ос
та
ль
но
е
-
T
i)
A
l
F
e
M
o
S
i
Z
r
V
H
O
N
C
А
4,
98
0,
09
9
<
0,
5
<
0,
20
0
<
0,
50
<
0,
50
не
оп
ре
де
-
ля
лс
я
0,
12
92
4
0,
04
35
9
0,
04
В
5,
02
0,
10
0
<
0,
5
<
0,
20
0
<
0,
50
<
0,
50
-
-
-
С
5,
05
0,
10
0
<
0,
5
<
0,
20
0
<
0,
50
<
0,
50
-
-
-
Д
5,
01
0,
09
7
<
0,
5
<
0,
20
0
<
0,
50
<
0,
50
-
-
-
Т
У
1
-9
2-
18
4-
91
4,
1-
6,
2
≤0
,3
00
-
≤0
,2
00
-
-
≤0
,0
10
≤0
,2
10
00
≤0
,0
50
0
≤0
,1
8
И
м
по
рт
ны
й
эл
ек
тр
од
5,
57
0,
10
0
<
0,
05
<
0,
00
7
0,
01
0,
01
-
-
-
0,
04
Та
б
л
и
ц
а
2
.
Х
и
м
и
ч
е
с
ки
й
с
о
с
та
в
о
тл
и
в
о
к,
з
а
л
и
ты
х
э
л
е
кт
р
о
д
о
м
и
з
с
п
л
а
в
а
В
Т
-5
Л
в
то
р
о
го
п
е
р
е
п
л
а
в
а
б
а в
Рис. 3. Отливки “Фланец” (а), “Переходник” (б)
и «Кронштейн» (в)
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 4 (82) 77
Новые литые материалы
Исследования темплетов,
вырезанных из элементов ЛПС
и отливок, показали, что металл
отливок плотный, размер вну-
тренних единичных литейных
дефектов в отдельных зонах
не превышает требований НД
(рис. 4).
Микроструктура проверена
на половинке ударного образ-
ца, изготовленного из боково-
го стояка. В литом состоянии
структура полученного литья
однофазная, представлена
крупными зернами, возникшими
при первичной кристаллизации.
В пределах этих зерен имеются
несколько более мелких зерен,
отличающихся друг от друга
по кристаллографической ориентации и образующихся при охлаждении металла
из β-области. Структура идентична отливкам, производимым с использованием
электродов импортного производства (рис. 5).
Выводы
•В результате проведенных исследований установлено, что физико-химические
свойства отливок, полученных заливкой электродами второго переплава, которые
изготовлены из титана губчатого отечественного производства и легированы алюми-
нием, по всем показателям качества соответствовали требованиям, предъявляемым
к литью из сплава ВТ-5Л.
Электрод
Механические свойства
σВ, МПа σТ, МПа δ, % ψ, % КСU, МДж/м2
Второго переплава 773-828 656-762 8,0-16,0 15,7-33,4 0,52-0,69
Импортный 724-774 - 8,7-10,9 22,6-29,2 0,80-0,88
ОСТ 190060-92 700-1000 ≥630 ≥6 ≥14 ≥0,3
Таблица 3. Механические свойства отливок, залитых электродом из
сплава ВТ-5Л второго переплава
б
а в
Рис. 4. Макроструктура элемента ЛПС (а) и отливок
(б, в)
Рис. 5. Микроструктура образцов, залитых металлом собственных
(а) и покупных (б) электродов, ×500
а б
78 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 4 (82)
Новые литые материалы
•Для более полного усреднения химического состава, механических свойств
металла, стабилизации процесса плавки и получения электродов собственного про-
изводства по качеству, не уступающему качеству покупных электродов, необходимо
провести дальнейшие исследования непосредственно электродов собственного
производства и фасонных отливок, залитых как металлом изготовленных электро-
дов, так и металлом с использованием ≈ 40 % возвратных кондиционных отходов.
Поступила 14.12.2009
УДК 669.13:669.112.1027:532.14
А. А. Шейко, Б. Г. Зеленый, В. П. Латенко, О. П. Осташ*
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев
*Физико-механический институт им. Г. В. Карпенко НАН Украины, Киев
ГИДРОПЛОТНОСТЬ ВЫСОКОПРОЧНЫХ АУСТЕНИТНЫХ
И ФЕРРИТНЫХ ЧУГУНОВ
Исследованы гидроплотность отливок из ферритных отожженных высокопрочнных чугунов,
а также влияние химического состава, формы графитных включений, термообработки на
гидроплотность отливок из аустенитных чугунов «Номаг» и «Нирезист».
Ключевые слова: гидроплотность, ферритный чугун, аустенитный чугун, модифицирование.
Досліджено гідрощільність виливків з феритних високоміцних чавунів після їх відпалу, а також
вплив хімічного складу, форми графітних включень, термообробки на гідрощільність виливків
із аустенітних чавунів “Номаг” та “Нірезист”.
Ключові слова: гідрощільність, феритний чавун, аустенітний чавун, модифікування.
Hydrodensity of casting from ferritic ductile iron after its annealling and influence of chemical
properties, form of the graphite inclusiences, heat treatment on the hydrodensity of castings from
austenitic cast iron “Nomag” and “Niresist”.
Keywords: hydrodensity, ferritic, austenitic cast iron, modifiering.
Важнейшей характеристикой литых корпусов компрессоров, литых деталей ги-
дросистем и гидрооборудования является гидроплотность отливок [1]. Гидроплот-
ность отливок из чугуна зависит от его химического состава; степени графитизации
при кристаллизации металла; эффективности работы литниково-питающей систе-
мы, обеспечивающей непрерывное питание отливок жидким металлом из прибылей
или питающих бобышек, особенно в их термических узлах; дополнительного внеш-
него воздействия на жидкий и кристаллизующийся металл; величины показателей
пластических свойств чугуна и т. д.
Гидроплотность ферритных (≥ 98 % феррита) высокопрочных чугунов марок
ВЧ400-15 и ВЧ400-12 (ДСТУ 3925-99) исследовали на образцах, изготовленных из
отливок, прошедших термообработку (отжиг).
Исследовали также гидроплотность высокопрочных аустенитных чугунов «Номаг»
марок ЧН9Г6Ш, ЧН9Г4ДЗШ, ЧН10Г4ДЗШ, легированных никелем, медью, марган-
цем, хромом, а также чугунов «Номаг» ЧН9Г4ДЗШ с пластинчатым и вермикулярным
графитом, который представлял равномерную смесь шаровидного и компактного
|