Сучасна електрометалургія, 2015, №01



2015 №01 (04)

DOI of Article 10.15407/sem2015.01.05

2015 №01 (06)

---

Современная электрометаллургия, 2015, #1, 26-30 pages  

ПОДАВЛЕНИЕ ЛИКВАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В КРУПНЫХ СЛИТКАХ

В. А. Шаповалов, Г. М. Григоренко

Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев, ул. Боженко 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
 
Abstract
Рассмотрена проблема зональной ликвации в крупных слитках. Показано, что технология выплавки крупных слитков постоянно совершенствуется. Используется целый арсенал способов и технологий для борьбы с ликвационными процессами: подогрев головной части слитка, ПЭШО, двухконтурная схема ЭШП, плазменно-дуговые и электронно-лучевые технологии. Тем не менее, кардинального решения проблемы пока нет. Показано, что ликвация возникает из-за различной концентрации компонентов сплава в твердой и жидкой фазах и описывается коэффициентом распределения. Проанализировано изменение коэффициента распределения в зависимости от скорости кристаллизации ванны или локального времени кристаллизации (ЛВК). Показано, что значение коэффициента распределения при определенных условиях может достигать единицы. Предложен новый подход к подавлению ликвационных процессов, заключающийся в регулировании ЛВК. На наплавляемой поверхности создаются одна или несколько локальных металлических ванн, которые перемещаются по поверхности с заданной скоростью. Регулирование скорости перемещения ванн позволяет эффективно изменять скорость кристаллизации и ЛВК. При такой технологии слиток формируется слой за слоем. Проверка способа в лабораторных условиях показала возможность реализации предлагаемого решения. Приведены результаты макро- и микроструктурных исследований образцов и результаты некоторых механических испытаний. Библиогр. 13, ил. 8.
 
 
Keywords: ликвация; крупный слиток; локальное время кристаллизации; скорость кристаллизации; локальная металлическая ванна; процессы специальной электрометаллургии
 
 
Received:                25.12.14
Published:               24.03.14
 
 
References
1. Отчет о мировом форуме производителей крупных поковок (Сантандер, Испания, 3-7 нояб. 2008). - Сантандер, 2008. - С. 11-19.
2. Технология полупроводниковых материалов / Под ред. Г.Бриджерса, Дж.Скаффа, Дж.Шайва, Ф.Бионди. - М.: Оборонгиз, 1961. - 314 с.
3. Флемингс М. Процессы затвердевания. - М.: Мир, 1977. - 424 с.
4. Нехензи Ю. А. Стальное литье. - М.: ГИНТЛ по черной и цветной металлургии, 1948. - 766 с.
5. Митчел А., Бэлэнштайн А. С. Факторы, влияющие на температуру и кристаллизацию слитков при ЭШП // Электрошлаковый переплав. - 1985. - Вып. 6. - С. 192-198.
6. Медовар Б. И., Цыкуленко А. К., Медовар Л. Б. Электрошлаковые процессы без расходуемых электродов // Пробл. спец. электрометаллургии. - 1997. - № 2. - С.12-16.
7. Электронно-лучевая плавка титана / Б.Е. Патон, Н.П.Тригуб, С.В. Ахонин, Г.В. Жук. - Киев: Наук. думка, 2006. - 248 с.
8. Соединение металла большой толщины многопроходной электрошлаковой сваркой / К.А. Ющенко, С.М. Козулин, И.И. Лычко, М.Г. Козулин // Автомат. сварка. - 2014. - № 9. - С. 32-35.
9. Цыкуленко А. К., Лацман И. А., Медовар Л. Б. Двухконтурная схема электрошлакового переплава // Пробл. спец. электрометаллургии. - 2000. - № 3. - С. 16-20.
10. Новый технологический процесс получения сверхкрупных стальных слитков способом ЭШН ЖМ / Б.Е. Патон, Л.Б. Медовар, В.Я. Саенко и др. // Современ. электрометаллургия. - 2007. - № 1. - С. 3-7.
11. Электрошлаковая технология получения крупных кузнечных слитков / Л.Б. Медовар, В.Я. Саенко, А.П. Стовпченко и др. // Там же. - 2010. - № 3. - С. 5-10.
12. Крупные плоские монокристаллы вольфрама и молибдена и способы их получения / В.А. Шаповалов, Ю.В.Латаш, В.В. Жолудь, С.Т. Боримская // Сб. докл. 7-го междунар.симпозиума «Чистые металлы». - Харьков, 2001. - С. 39-42.
13. Ориентированные монокристаллы вольфрама: получение, исследование и применение / В.А. Шаповалов, Ю.В.Латаш, С.Т. Боримская, В.В. Жолудь // Металлы. - 2001. - №1. - С. 60-64.