Дефекты ВЧШГ: причины и способы их устранения

Автор приводит причины образования дефектов в высокопрочном чугуне с шаровидным графитом и указывает способы их устранения и предупреждения.

На обрабатываемых поверхностях отливок допускаются любые дефекты в пределах припуска на механическую обработку. Допустимые без исправления дефекты оговариваются в технических требованиях чертежа отливки по согласованию с заказчиком. Дефекты отливок выходящие за пределы допустимых, подлежат исправлению. Вид, количество, размеры, расположение дефектов и способ их исправления оговариваются в заказе или другой нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке. Метод исправления дефектов не должен ухудшать обрабатываемости отливок.

Возможные отклонения технологического процесса получения ЧШГ  причины образования, способы их  предупреждения  и меры по устранению приведены в табл. 1.

Таблица 1.
Вид отклонения Причины образования Способы предупреждения Меры по устранению

1. Несоответствие механических свойств

1.1. Высокая твердость (НВ) Отклонение химического состава ВЧШГ от заданного.
Высокая скорость охлаждения отливок.
Ранняя выгрузка отливок из контейнера.
Нарушен режим вторичного модифицирования.
Повысить содержание: углерода, кремния.
содержание: марганца. хрома, магния.
Снизить скорость остывания отливки увеличив расстояние между отливкой и стенкой контейнера.
Увеличить длительность остывания отливки в форме перед выбивкой.
Проверить качество инокулятора при несоответствии заменить, при соответствии — увеличить расход.
Отливки подвергнуть высокотемпературному отжигу
1.2. Низкая твердость (НВ) Отклонение химического состава ВЧШГ от заданного.
Низкая скорость остывания отливок.
Нарушен режим вторичного модифицирования
Снизить содержание: углерода, кремния.
Повысит содержание: марганца, хрома, магния, меди, никеля.
Сократить длительность остывания отливки в форме перед выбивкой.
Снизить расход инокулятора.
Подвергнуть отливки нормализации.
1.3. Низкое относительное удлинение Отклонение химического состава чугуна от заданного. Снизить содержание: хрома, марганца. Провести — низкотемпературный отжиг.
1.4. Низкий предел прочности. Отклонение химического состава ВЧШГ от заданного. Повысить содержание: марганца, никеля, меди, молибдена.
Снизить содержание кремния.
Подвергнуть отливки нормализации.

2. Несоответствие микроструктуры

2.1. Форма графита отлична от ШГф5-ШГф4 Отклонение химического состава от заданного.
Повышенное содержание серы в “исходном чугуне”.
Некачественный комплексный модификатор.
Высокая температура чугуна подвергаемого модифицированию.
Присутствие элементов-деглобуляторов в “исходном чугуне”.
Недостаточное количество введенного комплексного модификатора.
Длительная разливка.
Повысить содержание магния в ВЧШГ.
Подвергнуть “исходный чугун” десульфурации.
Исключить из употребления шихтовые материалы с высоким содержанием серы.
Проверить содержание магния в комплексном модификаторе.
Снизить температуру модифицирования.
Увеличить массу пригрузочного материала.
Исключить из употребления шихтовые материалы с высоким содержанием элементов-деглобуляторов.
Контроль правильности навески комплексного модификатора.
Сократить длительность разливки до 10-15 мин.
2.2. Наличие крупных включений цементита в структуре металлической матрицы. Отклонение химического состава ВЧШГ.
Высокая скорость кристаллизации и остывания отливок.
Нарушение режима модифицирования.
Повысить содержание: углерода, кремния.
Снизить содержание: хрома, марганца, магния.
Увеличить длительность пребывания отливки в форме, увеличить расстояние между отливкой и стенкой контейнера.
Увеличить расход инокулятора.
Подвергнуть отливки высокотемпературному отжигу

3. Отклонение химического состава ВЧШГ от заданного

3.1. Отклонение химического состава ВЧШГ от заданного Несоответствие химического состава “исходного чугуна” требованиям техпроцесса (см. ниже пункты 4.1.-4.6.). Усилить контроль за доводкой “исходного чугуна” до заданного состава.
Исключить длительные простои после окончания корректировки “исходного чугуна” и началом модифицирования.
3.2. Пониженное содержание магния. Нарушение режима модифицирования.
Использование мелких фракций модификатора.
Низкое качество модификатора.
Понизить температуру модифицирования.
Увеличить расход сфероидизирующего модификатора.
Увеличить массу пригрузочного материала
Использовать пригрузочный материал большей толщины.
Увеличить крупность фракций модификатора и отсеять пыль.
Заменить сфероидизирующий модификатор.
3.3. Повышенное содержание магния. Нарушение режима модифицирования Уменьшить расход сфероидизирующего модификатора. Отливки подвергнуть высокотемпературному отжигу.

4. Отклонение химического состава “исходного чугуна” от заданного

4.1. Повышенное содержание марганца. Неправильно рассчитан состав шихты.
Нарушение режима выплавки “исходного чугуна”.
Произвести перерасчет шихты.
Усилить контроль за взвешиванием и использованием шихтовых материалов.
Снизить содержание марганца в “исходном чугуне” (введя в печь чушковой чугун с низким содержанием марганца).
4.2. Пониженное содержание марганца. Неправильно рассчитан состав шихты.
Нарушение режима выплавки “исходного чугуна”.
Произвести перерасчет шихты.
Усилить контроль за взвешиванием и использованием шихтовых материалов.
Ввести в чугун ферромарганец.
4.3. Повышенное содержание углерода. Неправильно рассчитан состав шихты.
Нарушение режима выплавки “исходного чугуна”.
Произвести перерасчет шихты.
Усилить контроль за взвешиванием и использованием шихтовых материалов.
Ввести в чугун лом стальной или ферросилиций.
4.4. Пониженное содержание углерода. Неправильно рассчитан состав шихты.
Нарушение режима выплавки “исходного чугуна.
Произвести перерасчет шихты.
Усилить контроль за взвешиванием и использованием шихтовых материалов.
Ввести в чугун электродный бой или графитовую стружку.
4.5. Повышенное содержание кремния. Неправильно рассчитан состав шихты.
Нарушение режима выплавки “исходного чугуна.
Произвести перерасчет шихты.
Усилить контроль за взвешиванием и использованием шихтовых материалов.
Ввести в чугун лом стальной, электродный бой или графит.
4.6. Пониженное содержание кремния Неправильно рассчитан состав шихты.
Нарушение режима выплавки “исходного чугуна.
Произвести перерасчет шихты.
Усилить контроль за взвешиванием и использованием шихтовых материалов.
Ввести в чугун ферросилиций

5. “Черные пятна”

5.1. “Черные пятна” Нарушение режима модифицирования.
Высокое содержание серы в “исходном чугуне”.
Нарушение режима заливки.
*Плохо спечен пенополистирол в моделях или литниково-питающей системе.
*Повышенная плотность моделей.
Снизить остаточное содержание магния до 0,03-0,05%.
Использовать шихтовые материалы с ограниченным содержанием серы.
Очистить металл от шлака, заливку производить при температуре предусмотренной техпроцессом.
Неправильно выбрана литниково-питающая система. Изменить конструкцию литниковой системы.
Обеспечить полное спекание моделей.
Понизить плотность моделей и литниковой системы.

* Только при получении отливок по газифицируемым моделям.

Об авторе

  • Виноградов Олег Николаевич — технический директор ООО «Полимер-инжиниринг», г. Киев; e-mail: v@on-v.com.ua; т.: +38 (096) 574-17-11

 

Статьи по теме