Вообще говоря, литейные характеристики литой стали хуже, чем у чугуна. Текучесть литой стали должна быть низкой, чтобы можно было легко образовать холодный барьер. Окисление и газопоглощение литой стали также относительно велико, и в ней легко образуются шлак и поры. В то же время усадка корпуса и линейная усадка литой стали также слишком велики, что легко приводит к образованию усадочных полостей, пористости, горячих и холодных трещин. Более того, поскольку температура плавления литой стали выше, чем у чугуна, в процессе литья легко образуется липкий песок.
Si, Mn и другие остаточные микроэлементы, содержащиеся в литой стали, оказывают влияние на литейные характеристики литой стали и текучесть расплавленной стали.
Взаимосвязь между характеристиками литья и различными элементами стальных отливок:
1) Химические элементы, улучшающие текучесть: Si, P, Cu, Ni, Mn.
2) Химические элементы, снижающие текучесть: Ti, Cr, Al, S, V, Mo, W.
3) Химические элементы, повышающие склонность к усадке: C, Cr, Mn, V, Mo, Ni.
4) Химические элементы для снижения склонности к термическому растрескиванию: V, Mn, Al, Si.
5) Химические элементы, повышающие склонность к термическому растрескиванию: S, Si, P, Cu, Mn, Cr, Mo, Ni.
Влияние различных химических элементов на литейные свойства литой стали.
1) Углерод
Углерод может улучшить текучесть литой стали
2) Кремний
• Кремний может снизить температуру плавления литой стали и улучшить текучесть.
• Когда содержание кремния в литой стали составляет менее 0,4%, склонность литой стали к горячему растрескиванию может быть улучшена. При высоком содержании кремния легко образуются столбчатые кристаллы, что увеличивает склонность к термическому растрескиванию.
3) Марганец
• Марганец может уменьшить кристаллизацию и улучшить текучесть литой стали.
• Марганец увеличит объемную и линейную усадку стальных отливок, а также увеличит склонность к образованию холодных и горячих трещин.
• Элемент марганца образует MnO в литой стали, который образует химически липкий песок с кремнеземом в формовочном песке.
4) Сера
Элементы серы образуют MnS и трисульфид алюминия в литой стали, снижая текучесть литой стали и увеличивая склонность к горячему растрескиванию.
5) Фосфор
Фосфор может улучшить текучесть, но увеличить склонность к образованию холодных и горячих трещин.
6) Медь
• Медь может снизить температуру плавления литой стали, сузить диапазон кристаллизации и улучшить текучесть литой стали.
• Когда содержание меди в литой стали превышает 1%, медный элемент легко выпадает в осадок, тем самым увеличивая склонность к горячему растрескиванию. Увеличение содержания Si и Mn может повысить растворимость меди в литой стали.
7) Молибден
• В низколегированном диапазоне молибденовые сплавы могут снижать текучесть литой стали.
• Элемент Mo немного увеличивает склонность литой стали к усадке полостей.
• Когда содержание молибдена в литой стали составляет менее 1%, MoS будет образовываться и осаждаться на границе зерен, тем самым снижая теплопроводность литой стали, увеличивая усадку, увеличивая склонность к холодному и горячему растрескиванию.
8) Ванадий
• Когда содержание ванадия в литой стали составляет 0,25% ~ 1,0%, образуется оксидная пленка, которая несколько снижает текучесть литой стали.
• Ванадий повысит жаропрочность стальных отливок и улучшит склонность отливок к растрескиванию.
9) Алюминий
• Когда алюминий добавляется к литой стали в качестве раскислителя, он оказывает хороший раскисляющий эффект и может улучшить текучесть литой стали.
• При добавлении в качестве легирующего элемента алюминий легко образует оксид алюминия и сульфид алюминия, снижая текучесть.
• Увеличивает склонность к усадке и термическому растрескиванию.
10) Титан
Титан может значительно снизить текучесть литой стали.
11) Хром
• Хром легко образует включения и оксидную пленку в литой стали, что утолщает расплавленную сталь и снижает ее текучесть. Когда содержание хрома относительно велико, в стальных отливках легко образуются морщины и барьеры холода.
• Хром также увеличивает степень усадки тела и усиливает тенденцию к усадке.
• Хром снижает теплопроводность литой стали и увеличивает склонность к образованию горячих трещин.
12) Никель
• Никель может улучшить текучесть литой стали.
• Никель легко образует дендриты в литой стали, увеличивая склонность к горячему растрескиванию.
13) Редкоземельные элементы
• Редкоземельные элементы могут играть роль в обессеривании и раскислении расплавленной стали.
• Редкоземельные элементы могут улучшить текучесть расплавленной стали, тем самым уменьшая склонность к горячему растрескиванию.
