Original title:
Studium slévárenských vad v masivních odlitcích
Translated title:
Study of foundry defects in heavy castings
Authors:
Čech, Jan ; Elbel, Tomáš (referee) ; Šenberger, Jaroslav (advisor) Document type: Doctoral theses
Year:
2013
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství Abstract:
[cze][eng]
V této práci jsou zkoumány vady masivních odlitků z uhlíkových ocelí procházejících při tuhnutí a chladnutí peritektickou přeměnou. Masivní ocelové odlitky mají kromě „běžných“ vnitřních a vnějších vad specifické typy defektů. Pro tyto odlitky je v podnálitkových oblastech typický častější výskyt tzv. lasturových lomů, vycezenin, mikroporezity, produktů reoxidace. Tyto defekty se projevují negativně zejména při odstraňování nálitků, kdy v podnálitkové ploše odlitku vznikají lineární vady (praskliny). Ve slévárně ŽĎAS a.s. byla nejčastěji používanou konečnou dezoxidací ocelových odlitků vyráběných na EOP a LF kombinace prvků Al a Zr. Cílem této kombinace bylo dosažení hluboké dezoxidace díky Al (odstranění rizika bublin) a zároveň předpoklad navázání N při chladnutí oceli přednostně na Zr (odstranění lasturového lomu). Tato práce dokázala neopodstatněnost výše uvedeného předpokladu, přetrvávající riziko vzniku lineárních vad pod nálitky i při využití Al+Zr dezoxidace, včetně znečištění oceli vměstky na bázi Zr. Byl ověřen vliv dezoxidace v pánvi se standardním i zvýšeným obsahem Al a kombinacemi jiných prvků na výskyt lasturového lomu, produktů reoxidace. Byla hodnocena velikost primárního austenitického zrna i nečistot po jeho hranicích u odlitků s maximálním modulem 11 [cm]. Z výsledků experimentu byly vybrané optimální varianty konečné dezoxidace Al, Al+Ti a referenční Al+Zr. Tyto byly ověřeny na odlitcích s maximálním modulem 15 [cm]. Bylo zjištěno, že ani optimalizovaná dezoxidace v pánvi a vhodná licí teplota nezabrání vzniku podnálitkových lineárních vad masivních odlitků litých z uhlíkových ocelí zpracovaných na agregátu EOP . Indikace připomínající po EMG zkoušce tzv. lasturový lom, však ve skutečnosti jsou kombinací mikroporezity – dáno hrubým primárním zrnem, a nečistot – produkty reoxidace, sulfidy, oxidy, nitridy, karbonitridy. Jako poslední bylo na odlitcích s maximálním modulem 15 [cm] ověřeno využití sekundární metalurgie (LF, VD), kde je možno výrazně snížit obsahy S, flotací dmýcháním Ar redukovat vměstky, případně snížit obsahy plynů vakuováním. Pouze tento způsob metalurgického zpracování oceli zajistil defektoskopicky zdravé masivní odlitky
A massive castings defects are examined in this doctoral thesis, specialise in steels passing through peritectic transformation. There are typical types of defects at massive steel castings, as contrasted to „ordinary“ internal and surface ones. For massive steel castings are typical defects under feeders like conchoidal fractures, segregations, microporesities, reoxidation products. Combination of Al and Zr is an ordinary final deoxidation of EOP and LF steel for castings in ŽĎAS a.s. foundry. The aim of Al + Zr combination was to both deep deoxidation by Al (decrease of bubbles risk) and denitrification by Zr (decrease of conchoidal fractures). This theses refute premission mentioned above and verified persisting risk of defects under massive feeders, even though Al + Zr deoxidation is used. A final deoxidation by increased amount of Al was examinated, in combination with other deoxidation agents. Castings had 11 [cm] maximal modulus, and occurence of conchoidal fracture, reoxidation products and primary austenite grain size was evaluated. A selected optimal final deoxidations (Al, Al+Ti, Al+Zr) as a result from experiment described above, were evaluated on castings with 15 [cm] maximal modulus. The result of experiment is, that is not possible to repeatedly produce massive steel casting using EOP metallurgical equipment without defects under feeders, despite of deoxidation and pouring temperature optimalization. The defect indications look like conchoidal fracture, but there are microporesity and impurities instead. Finally, castings with maximal modulus 15 [cm] were produced using so called secondary metallurgy (LF, VD). Secondary metallurgy allowed to both significant decrease of sulfur and degassing of melted metal. Only this metallurgical procedure guarantees production of heavy steel castings without typical defects under massive feeders
Keywords:
conchoidal fracture; linear defects; Massive steel castings; steel deoxidation; steel metallurgy; dezoxidace oceli; lasturový lom; lineární vady; Masivní ocelové odlitky; metalurgie oceli
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/24797
guest ::
