Рассмотрены режимы течения жидкости в горизонтальном вращающемся цилиндре. Приняты критерии подобия движения - числа Рейнольдса и Фруда на радиальной поверхности цилиндра и степень его заполнения жидкостью. На основе полученных экспериментальных данных построены универсальные диаграммы границ перехода режимов. Показано, что расчет технологических скоростей вращения формы горизонтальной машины для центробежного литья с жидким расплавом целесообразно вести не по коэффициенту гравитации, не отвечающему требованиям корректности и универсальности, а по предложенным диаграммам в широком диапазоне изменений.

Рассмотрены теоретические аспекты тепло- и массообмена в расплаве металла под действием вращения металлической изложницы при центробежном процессе формирования отливок. Изложены результаты аналитического и экспериментального исследования процесса кристаллизации отливок из черных сплавов типа гильз, труб, поршневых колец. Описана технология и оборудование для центробежного литья напорных водопроводных труб.

Описан способ получения высококачественных заготовок типа фланец методом центробежного электрошлакового литья с модифицированием металла дисперсными частицами карбонитрида титана. Приведены результаты сравнительного анализа литого металла и показаны преимущества способа.

Представлены количественные характеристики процесса затвердевания полых отливок из антифрикционных сплавов при центробежном литье. Предложены решения по снижению ликвации. Рассмотрено влияние серы как легирующего элемента в алюминиевых сплавах.

Описана новая технология центробежного электрошлакового литья кольцевых заготовок из высокопрочных нержавеющих сталей, включающая модифицирование металлического расплава дисперсными частицами молибдена и ванадия. Приведены результаты испытания литого металла и показаны преимущества модифицированных литых заготовок.

Приведены результаты экспериментально-теоретических исследований термонапряженного состояния чугунной и стальной изложниц для центробежного литья бронзовых втулок. Показано, что эффективные термические напряжения в 2,5 - 6,5 раз превышают предел текучести чугуна и в 2,0 - 3,5 раз предел текучести стали.

Приведены сведения о химическом составе, структуре, механических свойствах электрошлаковой стали 20Х13 в сравнении с кованой сталью аналогичного состава. Обоснована возможность применения заготовок центробежного электрошлакового литья из этой стали в производстве корпусных деталей газовых турбин.

Опробована новая технология получения крупных фасонных отливок массой 0,4 т из жаропрочной стали 15Х12Н2МВФАБ (ЭП 517). Приведены данные об основных технологических параметрах изготовления, химическом составе, структуре, механических свойствах литой электрошлаковой стали ЭП 517, в сравнении с кованой сталью аналогичного состава. Показана перспективность применения корпусных отливок, полученных способом центробежного электрошлакового литья, в производстве газотурбинных двигателей и установок.

Предложена новая технология получения крупногабаритных фасонных заготовок массой 0,6 т методом центробежного электрошлакового литья из жаропрочной стали 15Х12Н2МВФАБ. Разработаны основные параметры технологии: система и качество флюса, используемого при переплаве расходуемых электродов; электрический режим переплава; способ заливки шлакометаллического расплава во вращающуюся форму; режим вращения формы и др. Показано влияние количества используемого флюса на процесс затвердевания крупногабаритной отливки сложной формы. Предложена конструкция комбинированной стальной формы. Исследованы механические свойства опытных отливок.

  Скачати повний текст

З використанням результатів досліджень на Лутугинському державному науково-виробничому валковому комбінаті розроблено промислову технологію виробництва валків масою 8 - 16 т, що базується на теоретичних розрахунках теплопереносу та тверднення виливків, вивченні впливу технологічних параметрів лиття та термооброблення на якість сформованого робочого шару, серцевини та шийок валків. Розроблено методику та запропоновано програму розрахунку для числового моделювання виливка двошарових валків відцентровим методом (процесу заповнення форми рідким металом) на машині з вертикальною віссю обертання. Запропоновано основні технологічні параметри лиття та термообробки двошарових прокатних валків з робочим шаром з високохромистого чавуну. Визначено, що найважливішими чинниками, що впливають на якість і рівень властивостей, є хімічний склад, товщина теплоізоляційного покриття форми, температура заливання металів робочого шару та серцевини, а також тип ливникової системи. З метою підвищення якості металу робочого шару, здрібнювання первинної структури рекомендовано модифікування ванадієм до 0,45 %.

Рассмотрена технология центробежного литья тонкостенных отливок из цветных сплавов в металлические формы.

Рассмотрена возможность замены крупногабаритных кованых заготовок из жаропрочной стали марки ЭИ 961 на литые электрошлаковые заготовки. Исследован комплекс механических свойств литого электрошлакового металла в сравнении с требованиями технических условий на поковки. Показаны перспективы производства центробежных электрошлаковых заготовок из высоколегированных сталей в машиностроительной отрасли.

Рассмотрен процесс центробежного литья массивных валков, особенность которого заключается в поочередном заполнении вращающейся формы металлами рабочего слоя и сердцевины. Показано, что при таком литье происходит увеличение плотности расплавов, что повышает качество валков. Установлено, что при заливке металла рабочего слоя значение плотности больше зависит от радиуса вращения. При заливке металла сердцевины большее влияние на плотность оказывает величина угловой скорости.

Рассмотрены особенности производства и качества центробежнолитых валков для листовых станов горячей прокатки. Проанализированы применяемые материалы, условия эксплуатации и требования, предъявляемые к листопрокатным валкам. Внимание уделено деформациям и напряжениям в затвердевающих сложнолегированных отливках. Изучено структурообразование рабочего слоя из высоколегированных материалов. Исследовано влияние технологических параметров изготовления двухслойных валков на их качество и уровень свойств. Даны рекомендации по подбору валков в соответствии с их качеством и условиями эксплуатации.

Изучено формирование массивных отливок, получаемых центробежным методом. Исследовано влияние давления вращающегося расплава на напряженно-деформированное состояние затвердевшей корки металла рабочего слоя. В результате получены зависимости, позволяющие рассчитать усилие давления вращающегося расплава и оценить напряженно-деформированное состояние корки затвердевшего металла. Установлено, что превышение уровня напряжений литой корки максимально допустимых значений для исследуемого материала приводит к нарушению ее сплошности.

Розроблено наукові основи одержання великогабаритних литих електрошлакових заготовок для газового турбінобудування. Увагу приділено питанням управління процесом твердіння великогабаритних сталевих виливків простої та складної фасонної форм. Розглянуто умови формування твердої кірки виливка в силовому полі відцентрових сил, що виключають виникнення в ній тріщин та інших дефектів. Запропоновано нові варіанти динамічної дії на виливки, що твердіють, після утворення твердої кірки. При ступінчастому розгоні та витримці частоти обертання виливниці або циклічних розгонах і гальмуваннях створюються сприятливі умови для подрібнення кристалів. Це сприяє підвищенню механічних і службових властивостей. Показано, що варіювання товщиною шару високотемпературного шлаку дозволяє змінювати в потрібному напрямі основні характеристики твердіння виливків, такі як температурний градієнт і швидкість просування твердої фази. Велика кількість деталей і вузлів газових турбін є порожнистими. Одержання великогабаритних відцентрових виливків конічної форми має ряд особливостей. Одна з них полягає в обмеженні максимальних обертів із-за необхідності формування внутрішньої поверхні виливків з заданими геометричними параметрами. Обгрунтовано необхідність застосування нового бокового способу заливки металу зі шлаком, який сприяєтиме одержанню якісної бокової поверхні без перетисків та інших дефектів. Для випробування нових технологій виготовлено партію порожнистих заготовок відцентрованих електрошлакових виливків у вигляді усіченого конуса з жароміцної сталі марок 20X13 і ЕІ961 масою 0,6 т, а також литих фасонних корпусних вузлів газових турбін замість ковано-зварних. Показано, що вони відрізняються високою фізико-хімічною однорідністю, а механічні властивості литої жароміцної сталі перевищують вимоги стандартів на ковану сталь ідентичного хімічного складу.

Разработана методика расчета размеров поперечного сечения питателя, который обеспечивает рациональные условия заполнения формы расплавом при получении отливок из титановых сплавов массой до 2 кг в графитовые оболочковые формы центробежным способом с вертикальной осью вращения. Методика основана на эмпирических зависимостях, полученных для расчета массовой скорости поступления расплава в литейную форму, при величине коэффициента утяжеления от 10 до 30.

Разработана технология изготовления из алюминиевых сплавов с помощью метода центробежного реолитья с вертикальной осью вращения фасонных отливок, дисковых и кольцевых тиксозаготовок с высокодисперсной недендритной морфологией кристаллической структуры, обеспечивающая существенное повышение уровня однородности структуры и свойств литого металла во всем объеме отливки.

Описано результати дослідження закономірностей формування виливків з титанового сплаву ВТ5Л, що виготовляють методом відцентрового залиття з вертикальною віссю обертання в графітових оболонкових формах, з метою попередження виникнення на них поверхневих дефектів. Досліджено кінетику змін лінійних розмірів, газоутворчої здібності та газопроникності графітової оболонкової форми за її низькотемпературного прокалювання в автогенерованому газовому середовищі. Визначено величину межі міцності за статичного вигину форми в залежності від ряду параметрів смоли та графітової суспензії, фракції обсипочного пекового коксу, температури сушіння шарів покриття. Створено опис механізму утворення поверхневих дефектів графітової оболонкової форми. Розроблено технологію виготовлення витратних електродів зі сплаву ВТ5Л в агрегаті ВДЛ-4. Визначено рівень механічних властивостей сплаву у витратних електродах і виливках. Розроблено математичні моделі для розрахунків рівня механічних властивостей сплаву ВТ5Л та вмісту у сплаві кисню й азоту, як факторів керування рівнем його механічних властивостей.