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
Loading...
Date
Authors
Лимонченко, Віталій Вікторович
Lymonchenko, Vitalii
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
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.
Description
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.