Многослойные металлические композиции (биметаллы) с основным слоем из конструкционной стали и плакирующим (либо плакирующими, если слоев в композиции больше двух) из коррозионностойкой стали находят применение в тех случаях, когда одновременно с высокими механическими свойствами требуется надёжная коррозионная стойкость металла. Зачастую для многих видов оборудования АЭС, нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов биметалл является единственным материалом, обладающим сочетанием высокой коррозионной стойкости и необходимых механических свойств.
На сегодняшний день нашли промышленное применение следующие способы получения многослойных материалов: обработка давлением (в первую очередь, прокатка подготовленных биметаллических пакетов), сварка взрывом, литейные и электрошлаковые технологии (электрошлаковая сварка и наплавка). Все вышеперечисленные способы на практике используются для получения биметаллического листа, однако они (за исключением электрошлаковой наплавки) не могут обеспечить требующейся в некоторых случаях высокой прочности соединения плакирующего и основного слоев. Такая прочность соединения слоев может быть обеспечена использованием электрошлаковых технологий, однако промышленно применяется лишь электрошлаковая наплавка, но не электрошлаковый переплав, обладающий гораздо более широкими возможностями.
Электрошлаковый переплав, будучи весьма гибким процессом, принципиально позволяет решить задачу получения биметаллической заготовки с высокой сплошностью соединения слоев для последующего передела на биметаллическую листовую продукцию, формируя многослойную заготовку путём замены переплавляемого электрода в процессе плавки, либо переплавом составного по высоте электрода.
Подобная технология была предложена в 70-х годах XX века в ИЭС имени Е.О. Патона. Однако она так и не нашла промышленного применения из-за наличия в слитках протяженной переходной зоны, химический состав которой существенно отличался от химического состава сплавляемых материалов. При этом толщина переходной зоны неравномерна по сечению слитка и ее границы повторяют очертания жидкометаллической ванны. Для уменьшения протяженности переходной зоны необходимо добиться в процессе ЭШП мелкой и плоской жидкометаллической ванны.
Этого можно достичь использованием технологии ЭШП с токоведущим кристаллизатором (ЭШП ТК, ЭШП ДС), либо используя технологию ЭШП с вращением расходуемого электрода вокруг своей оси. Схема ЭШП ДС, при всех своих преимуществах, обладает одним существенным недостатком - сложностью в практической реализации.
Вращение электрода вокруг своей оси в процессе переплава также позволяет решить задачу получения неглубокой и пологой жидкометаллической ванны, приэтом реализация данной технологии не требует существенных изменений конструкции действующих установок ЭШП.
Для оценки эффективности использования такой технологии еще на этапе ее теоретической разработки необходимо создание механизма прогнозирования протяженности и структурного состава переходной зоны, что в свою очередь требует изучения особенностей процесса плавления электрода и кристаллизации слитков при вращении электрода.
Вывод:
Целью работы является определение условий получения качественно новых видов биметаллической металлопродукции.
Объектом работы является процесс производства биметаллических композиций.
Предметом работы технология производства биметаллические композиции.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Сферы применения биметаллических изделий, полученных при помощи электрошлакового переплава.
Преимущества ЭШП перед другими аналогичными технологиями.
Проанализировать применение электрошлаковых технологий для получения биметаллов.
Быстрый рост требований к технологичности и эксплуатационной надежности современных материалов, используемых для изготовления химического и нефтеперерабатывающего оборудования, элементов сельскохозяйственной, дорожной, строительной и других видов техники, обусловил перспективность применения для указанных целей биметаллов с основным слоем из конструкционной (углеродистой или низколегированной) стали и плакирующим слоем из высоколегированной коррозионностойкой стали. Это, кроме обеспечения недостижимого в монометалле сочетания свойств, позволяет существенно снизить металлоемкость и расход остродефицитных дорогостоящих легирующих элементов.
Биметаллические износостойкие литые изделия являются отдельным классом продукции, которую в настоящее время именуют биметаллической продукцией, и отличаются тем, что изготавливаются по технологии «горячее на горячее». Данная технология позволяет достигать мощности износостойкого слоя до нескольких десятков см, и самое главное, иметь монолитное соединение между сплавами, в отличие от технологии изготовления биметаллических изделий по технологии «горячее на холодное», когда первоначально отливаются чугунные части, которые потом заливаются стальной основой.
Основное применение изделий из биметаллических сплавов - это изготовление рабочих органов машин и механизмов, работающих в условиях интенсивного, комбинированного абразивно-ударного износа. В первую очередь это касается рабочих органов дробильного оборудования роторного типа - бил и молотков.
