Проект ливарного цеху сірого чавуну річною продуктивністю 7300 т придатного литва з дослідженням впливу модифікуючої суміші на структурно-фазовий стан і властивості чавуну з пластинчастою формою графіт

Лимонченко, Віталій Вікторович; Lymonchenko, Vitalii

Проект ливарного цеху сірого чавуну річною продуктивністю 7300 т придатного литва з дослідженням впливу модифікуючої суміші на структурно-фазовий стан і властивості чавуну з пластинчастою формою графіт

Files

МР_Лимонченко В.В..pdf (1.2 MB)

Date

2022-12-25

Authors

Лимонченко, Віталій Вікторович

Lymonchenko, Vitalii

Publisher

ЦНТУ

Abstract

Представлена магістерська робота присвячена проекту ливарного цеху сірого чавуну річною продуктивністю 7 300т придатного литва з дослідженням впливу модифікуючої суміші на структурно-фазовий стан і властивості чавуну з пластинчастою формою графіту. Робота має 5 частин, пояснювальної записки та 12 аркушів графічної частини. В загальній частині обґрунтовано вибір місця розташування ливарного цеху. Розраховано виробничу програму ливарного цеху, фондів часу роботи обладнання, робітників та основних відділень цеху, а також шихту та баланс металу на 1 т придатного литва. Розроблено план ливарного цеху, визначено площі допоміжних відділень, складів та підібрано необхідне обладнання. Обґрунтовано тему магістерської роботи, поставлена мета та задачі. В технологічній частині розраховано ливниково-живильну систему та розроблено технологічний процес виготовлення виливка – "Ступиця". Розроблено технологічні креслення модельного комплекту верху, низу, стержневого ящика та форми в зборі. В науковій частині виявлено, що ефект модифікування визначається способом отримання модифікатора, хімічним складом, розміром часток, хімічною спорідненістю з розплавом і іншими чинниками. Особливе місце серед сучасних методів модифікування чавунів, займає інокулююче модифікування чавунів ультра- і нанодисперсними порошками, яке дозволяє отримувати виливки з однорідним розподілом структурних складових і підвищеним комплексом властивостей. Досліджений вплив модифікуючої суміші на основі ультрадисперсних частинок TiO2, ZrO2 і кріоліту у кількості 0,3 % від маси розплаву на структурно-фазовий стан і фізико-механічні властивості сірого чавуну з пластинчастою формою графіту. Показано, що структурно-фазовий стан та розподіл пластинчастого графіту в сірому чавуні залежить від умов кристалізації, швидкості охолодження, та хімічного складу. Металографічним аналізом зразків виявлено характер структуроутворення сірого чавуну в процесі виплавки. Показано, що матриця сірого чавуну до і після модифікування має ферито-перлітну структуру з включеннями графіту пластинчастої форми. Дослідження структурно-фазового стану сірого чавуну СЧ20 показали, що модифікування сірого чавуну змінює розподіл, розмір та об'ємну частку пластинчастого графіту та фосфідної евтектики. Встановлено, що після модифікування у сірому чавуні розподіл пластинчастого графіту має колоніальний вигляд, а довжина графіту зменшилася в 2 рази. При цьому, зменшується діапазон об’ємної частки пластинчастого графіту на 5 %, що обумовлює збільшення однорідності розподілення колоній графіту. Виявлено, що крім основних фаз в сірому чавуні присутня фаза сульфіду марганцю, що утворює неметалеві включення, які ідентичні за розміром і характером розподілу в твердому розчині матриці модифікованих та немодифікованих зразках. Показано, що після модифікування підвищується дисперсність ферито-цементитної структури перлітних зерен на 0,24 мкм. Фосфідна евтектика в не модифікованих чавунних зразках розташована у вигляді окремих зерен, а у модифікованих зразках – має сітчастий вигляд. Показано, що основний фазовий склад зразків до і після модифікування ідентичний за складом і вмістом домішок. Тип дислокаційної структури у вихідному чавуні та модифікованому чавуні МС хаотичний. Модифікування МС сірого чавуну сприяє зменшення скалярної щільності дислокацій з 1,17•1010 см-2 до 0,32•1010 см-2. Дослідження фізико-механічних характеристик показали, що модифікуючої суміші на основі ультрадисперсних частинок TiO2, ZrO2 знижує межу міцності на 13,5 %, але при цьому межа текучості, пластичність та твердість чавуну практично не змінюються. Керування вмістом модифікуючої суміші дозволяє отримувати виливки з різним комплексом властивостей сірого чавуну В енергетичній частині проведено розрахунки потреби ливарного цеху в технологічній, силовій та освітлювальній електроенергії, а також розраховано річну потребу у воді, стисненого повітря пари та палива. В економічній частині розраховано основні техніко-економічних показників ливарного цеху та заробітної плати, а також, собівартість 1 т. рідкого та придатного литва.

Keywords

сірий чавун, модифікуюча суміш, структурно-фазовий стан, пластинчаста форма графіту, gray cast iron, modifying mixture, structural phase state, lamellar form of graphite

Citation

Лимонченко, В. В. Проект ливарного цеху сірого чавуну річною продуктивністю 7300 т придатного литва з дослідженням впливу модифікуючої суміші на структурно-фазовий стан і властивості чавуну з пластинчастою формою графіту : кваліфікаційна магістерська робота : спец. 131 «Прикладна механіка» / наук. кер. О. В. Кузик ; Центральноукраїн. нац. техн. ун-т. - Кропивницький : ЦНТУ, 2022. – 80 с.