Дисертаційна робота присвячена визначенню закономірностей процесівплавлення, перенесення та кристалізації металу при ЕШП в умовах дії зовнішніх,постійних та імпульсних поздовжніх магнітних полів і розробці технічнихрекомендацій щодо їх застосування при виплавці зливків титанових сплавів.Шляхом фізичного моделювання досліджено особливості плавленнявитратного електроду, характеру формування і відриву крапель електродногометалу та їх рух в шлаковій ванні при ЕШП в умовах дії зовнішніх магнітних полів.Експерименти проводили за різними схемами із застосуванням змінного, постійногоі модульованого струму плавки під дією зовнішнього постійного або імпульсногопоздовжнього магнітного поля.В результаті проведених експериментів встановлено, що під дієюпоздовжнього магнітного поля тороїдальні гідродинамічні течії в шлаковій ваннітрансформуються в горизонтальні обертання навколо її осі, що призводить додеформації вільної поверхні шлакової ванни та поверхні поділу шлакова - металеваванни. Величина деформації вільної поверхні ванни залежить від швидкостіобертання розплаву.Фізичним моделюванням встановлено ряд закономірностей. Зокрема,застосування поздовжнього магнітного поля індукцією 0,2...0,35 Тл призводить дозбільшення частоти відриву крапель електродного металу (на 20…30%), зменшенняїх середньої маси (на 10…50%), збільшення траєкторій їх руху (на 30...160%) ітерміну перебування в шлаковій ванні (з 0,2...0,25 до 0,4...0,8 с ), а також дорозосередження місць попадання крапель на дзеркало рідкої металевої ванни.Основні результати фізичного моделювання були апробовані в умовахнатурного ЕШП титану на модернізованому обладнанні під дією поздовжніхмагнітних полів. Експериментально встановлено, що поздовжнє магнітне полеіндукцією 0,2 Тл призводить до зменшення струму плавки (на величину до 20 %) ізбільшення амплітуди його коливань, без цілеспрямованої зміни інших параметрівпроцесу. У випадку застосування імпульсного поздовжнього магнітного полязменшення струму плавки має циклічний характер, а величина цього падіннязалежить від величини індукції і тривалості імпульсів магнітного поля і може сягатидо 70...80%.За допомогою аналізу осцилограм електричних режимів ЕШП під дієюзовнішнього поздовжнього магнітного поля індукцією 0,2...0,28 Тл встановлено, щочастота відриву крапель електродного металу збільшується на 18...62 %, а швидкістьплавлення електроду - на 3…6 %. При цьому, середній діаметр крапель металузменшується на 5…16%, а їх маса на 13...41%.Експериментально встановлено, що поздовжні магнітні поля при ЕШПпризводять до суттєвого подрібнення макроструктури титанових зливків, приодночасному погіршенні якості формування їх бокової поверхні. Визначенооптимальні величини індукції постійного та імпульсного поздовжнього магнітнихполів, які забезпечують максимальну розорієнтацію та подрібнення макроструктуризливків діаметром 70...140 мм, при мінімальному погіршенні якості їх боковихповерхонь та відсутності внутрішніх дефектів. Встановлено, що для постійногомагнітного поля такий діапазон індукції становить В=0,12…0,22 Тл, а дляімпульсного - В=0,18…0,3 Тл при тривалості імпульсів tімп=0,9…2,5 с, та пауз - tп =6…15 с.Досліджено температурні залежності електропровідності, в'язкості таінтервалу твердіння сольових композицій на основі CaF2. На їх основі розробленосольовий, трикомпонентний флюс для ЕШП титану системи CaF2 - SrCl2 - Na3AlF6.Розроблено технологічні рекомендації щодо обладнання, матеріалів, режимівЕШП зливків титанових сплавів у поздовжніх магнітних полях.Способом ЕШП в поздовжньому магнітному полі отримано зливки титановихсплавів ВТ6, ТС6 та ОТ4. Встановлено, що хімічний склад сплавів повністювідповідає вимогам діючих стандартів. При цьому метал зливків характеризуєтьсявисокою хімічною і фізичною однорідністю. Характеристики міцності досліднихзразків відповідають типовим значенням для даних сплавів, а характеристикипластичності і ударної в'язкості перевищують в середньому на 10...25 %.

Постачальник даних: УкрІНТЕІ (Український Інститут науково-технічної експертизи та Інформації)

  Завантажити автореферат