Наш поиск

Применение тугоплавких порошков для повышения стойкости сердечников протяжек отводов

Роговой сердечник является частью протяжки, предназначенной для производства трубных отводов. Срок службы сердечников, изготовленных из применяемых в настоящее время хромоникелевых сталей, составляет 200-250 часов работы, что позволяет изготавливать 16000-18000 отводов.

Наилучшим материалом для изготовления таких сердечников являются жаропрочные никелевые сплавы. Однако литые изделия из таких сплавов имеют столбчатую крупнозернистую структуру с большой протяженностью первичных осей дендритов и неблагоприятную морфологию и топографию карбидных фаз, что не обеспечивает в полной мере требуемые служебные характеристики литого металла.

В последнее время для повышения качества литого металла изделий из жаропрочных сплавов при сварке применяют модифицирование тугоплавкими частицами. В работе исследовали свойства сплава ХН67ВМТЮ, модифицированного ультрадисперсными порошками карбонитрида титана, титана и иттрия при электрошлаковом кокильном литье. Модификатор получали смешиванием порошковых компонентов с последующим холодным прессованием в таблетки диаметром 25-30 мм и толщиной 10-20 мм при помощи аппаратов, которые вводили в расплав при температуре 1650 °С за 2 мин. до слива, что обеспечивало равномерное распределение дисперсных частиц - инокуляторов по всему объему жидкого металла, накопленного в плавильной емкости установки А-550У. Заливку металла в металлическую форму-кокиль проводили при температуре 1600 °С. Из полученных таким образом заготовок изготавливали образцы для испытаний и металлографических исследований.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что модифицирование существенно повышает как механические свойства сплава, так и его длительную прочность. Причем наилучшие результаты имеют место при общей массе добавки модификатора около 0,5 % от массы жидкого металла. В этом случае в результате модифицирования при возрастании прочности литого металла на 16%, жаропрочность R увеличивается в 3,4 раза, что даже выше свойств исходного сплава.

Изучение структуры литого немодифицированного электрошлакового металла показывает, что макроструктура транскристаллическая, состоящая из длинных узких столбчатых кристаллов по периферии и равноосных в центре, что объясняется интенсивным отводом тепла металлическим кокилем. Микроструктура - аустенит с выделением карбидов, эвтектики и у-фазы. Наблюдается ликвация, связанная с образованием участков, состоящих из карбонитридов (Ti, Mo, W)(CN) и двойных карбидов типа (Ni, Cr)3 (Mo, W)3 С. В структуре видны иглообразные строчечно-сеточные включения карбидов, располагающиеся преимущественно по границам зерен и имеющие большую протяженность.