для удаления тугоплавких загрязнений и в основном Si02, вносимых с шихтовыми материалами. В этом случае в качестве флюса применяют известняк (в количестве 2 - 3 %), в процессе плавки образуется кислый шлак, содержащий 40 - 60 % Si02, а также СаО, MgO, AI2O3 и др. При кислом процессе вагранку футеруют шамотом. Таким образом, плавку чугуна, как правило, ведут при кислых шлаках, так как этот процесс проще и дешевле, чем основной.

Для получения высококачественного чугуна с пластинчатьгм или вермикулярным графитом, высокопрочного, с шаровиднг ! графитом и легированного чугуна применяют электроплавку. Ее ведут моно-, дуплекс- или триплекс-процессами, в которых все операции проводят соответственно в одной, двух или трех печах.

Для монопроцесса применяют электродуговые и индукционные тигельные печи. Преимущество плавки чугуна в дуговых печах обеспечивается наличием горячего активного шлака и возможностью интенсификации процесса за счет большой удельной мощности печи (до 1000 кВт на 1 т шихты). В этих условиях возможна плавка практически любых шихтовых материалов. В большинстве случаев используют кислый гшгак, для наведения которого вводят в печь кварцевый песок и известь. После расплавления шихты шлак удаляют, а на поверхность ванны засыпают карбюризатор (электродный бой). Расплав перемешивают и вновь вводят флюс. После получения результатов экспресс-анализа добавляют в ванну ферросплавы, а также стальные отходы, если необходимо уменьшить содержание углерода. Перед вьшуском металла в ковш его снова нагревают до требуемой температуры.

В индугсционных тигельных печах (ИЧТ-1, ИЧТ-6, ИЧТ-10) можно получать чугун практически любых марок с использованием, в частности, чугунной и стальной стружки, скапливающейся на машиностроительных заводах. В печах применяют набивные тигли, в основном, из молотых кварцитов или кварцевых песков с добавлением 1,5 - 2 % борной кислоты в качестве связки при спекании. Достоинство кислой футеровки - ее невысокая стоимость и хорошая спекаемость. Шлаки, образующиеся в процессе гшслой плавки, содержат 60 - 70 % Si02, имеют низкую температуру и поэтому обладают высокой вязкостью, что может привести к значительным потерям металла со шлаками. Для снижения вязкости и повышения активности шлаков целесообразно применять дополнительные источники нагрева зеркала ванны. Особенно эффективна установка плазмотрона в индукционной печи (игщукгщонно-шгазменньге печи). Одна из основньгх операций индукггион-ной плавки чугуна - науглероживание и дове-

дение его до требуемого химического состава. Для этого используют карбюризаторы, ферро-сгглавы и лигатуры.

В крупносерийном и массовом производстве отливок применяются дугглекс-процессы: вагранка - индукщтонная печь, дуговая печь - индукционная и др. В первой печи проводится расплавление шихты, во второй - окончательная доводка расплава и выдача его на заливку. Поскольку во вторую печь заливается жидкий чугун, рационально использовать индующонные канальные печи, имеющие более высокий КПД. Эффективно применение канальной печи также в триплекс процессе в качестве автоматического разливочного устройства, обеспечивающего требуемую температуру расплава в результате непрерывной перекачки его через канал индукционной единигцл печи.

1.2. ЛИТЕЙНЫЕ СТАЛИ

По химическому составу стали подразделяются на углеродистьге (низкоуглеродистые 0,09 - 0,20 % С, среднеуглеродистые 0,20 -0,45 % С, высокоуглеродистьге более 0,5 % С) и легированные (низколегированные - сумма легирующих элементов до 2,5 %, среднелеги-рованные 2,5 - 10 %, высоколегированные более 10 %) [7, 12].

Основные легирующие элементы, входящие в состав легированньгх сталей, обозначаются буквами в их маркировке: В - вольфрам, Ф - ванадий, Б - ниобий, К - кобальт, Р - бор, А - азот, Ц - ггиркопий, остальные элементы обозначаются так же, как в маркировке легированньгх чугунов. Первые хщфры в марке стали показывают содержание углерода в сотых долях процента, а цифра после буквы -среднее содержание легирующего элемеггта в процентах. Если цифра отсутствует, то среднее содержание элемеггта до 1%. Бугсва Л означает, что сталь литейная.

В зависимости от назначения и качественных показателей отливки из углеродистых и легированньгх сталей разделены на три группы: I - отливки общего назначения, контролируемые по внешнему виду, размерам и химическому составу; II - отливки ответственного назначения, контролируемые также по прочности и относительному удлинению; III -отливки особо ответственного назначения, контролируемые дополнительно по ударной вязкости.

Основные элементы углеродистых сталей - углерод, марганец и кремний (основа - железо), примеси - сера и фосфор. Механические свойства сталей зависят в основном от содержания углерода (табл. 1.5), что определяет область лх применения (табл. 1.6). Наиболь-

шее применение в конструкциях машин получили среднеуглеродистые стали. Пределы содержания марганца и кремния в сталях составляют 0,4 - 0,9 и 0,2 - 0,52 % соответственно. Р1х вводят, главным образом, для раскисления стали. Марганец нейтрализует также вредное воздействие серы на красноломкость стали.

Фосфор вызывает снижение пластичности стали при нормальной и низкой температурах. Содержание серы и фосфора ограничивается соответственно в пределах 0,045 - 0,06 и 0,04 - 0,06 % в зависимости от процесса выплавки стали (основного или кислого) и группы качества отливки.

1.5. Механические свойства литейных углеродистых сталей после нормализации с отпуском

1 Gj - предел текучести. *2 кси - ударная вязкость.

1.6. Характеристика и область применения литейных углеродистых сталей [12]

1.7. Режимы термической обработки и механические свойства конструкционных легированных литейных сталей

1.8. Область пр1

ия конструкционных легированных литейных сталей