ПАО «Русполимет», г. Кулебаки, Россия:
А. И. Демченко, мастер основного производства, эл. почта: a.demchenko@ruspolumet.ru

SELEE Corporation, Hendersonville, USA:
А. А. Кучменко, менеджер по продажам

Нижегородский государственный технический университет (НГТУ) им. Р. Е. Алексеева, Нижний Новгород, Россия:
В. А. Коровин, докт. техн. наук., профессор кафедры «Металлургические технологии и оборудование» (МТО), эл. почта: v.korovin2015@yandex.ru
С. В. Беляев, канд. техн. наук, доцент кафедры МТО, эл. почта: beril.belyev@yandex.ru

Показано, что фильтрация никелевого сплава при помощи пенокерамических фильтров (ПКФ) является эффективным способом снижения неметаллических включений (НВ). Рассмотрены известные механизмы фильтрации металлов и сплавов. Известно, что механизм фильтрации жидкого металла складывается из четырех этапов: 1) сеточного, при котором на входе фильтрационного элемента задерживаются частицы, размеры которых больше диаметра отверстий фильтра; 2) сеточно-кекового, при котором роль сита выполняют крупные НВ, которые задержались на верхнем слое при работе первого механизма; 3) адгезионного, при котором по разным причинам на стеках каналов фильтра задерживаются включения, размеры которых меньше диаметра каналов фильтра; 4) затравочного, при котором стенки фильтра служат подложками для выделения новой неметаллической фазы из пересыщенного раствора. Исследовано фильтрационное рафинирование сплава Inconel 718 через двойной ПКФ, произведенный компанией SELEE. В качестве объекта исследования выбран жаропрочный сплав на никелевой основе Inconel 718, выплавляемый ПАО «Русполимет». Перед разливочным стаканом были установлены керамический фильтр для грубой очистки и двухслойный ПКФ из диоксида циркония пористостью 5/10 ppi. Определены особенности механизма фильтрации сплава Inconel 718 вакуумно-индукционной плавки. При фильтрации металла, выплавленного в вакуумно-индукционной печи (ВИП), реализуются только два последних механизма. Для оценки вклада в общую степень фильтрации каждого механизма провели анализ химических компонентов задержанных включений.

1. Xiao L., Chen D. L., Chaturvedi M. C. Effect of Boron on the Low-Cycle Fatigue Behaviorand Deformation Structure of Inconel 718 at 650 °C // Metallurgical and Materials Transactions A. 2004. Vol. 35, Iss.11. Р. 3477–3487.
2. Eich A., Franz H., Scholz H., Kemmer H., Brückmann G. Gaseous Treatment in Vacuum Induction Degassing (VID) unit for low carbon alloys // 1st International Conference on Ingot Casting, Rolling and Forging. 2012. P. 1–6.
3. Vacuum Induction Melting. ASM Handbook 2008. Vol. 15: Casting Vol. 15. Handbook Committee. Р. 1–8. DOI: 10.1361/asmhba0005200
4. Loria Edward A. Recent Developments in the Progress of Superalloy 718 // JOM. 1992. Vol. 44. P. 33–36.
5. Kronovsky G. A., Sieslak M. J., Headley T. J., Romig A. D., Hammetter W. F. Inconel 718: A solidification diagram // Metallurgical Transactions A. 1989. Vol. 20, Iss. 10. Р. 2149–21587.
6. Kalpakijan S., Schmid S. R. Manufacturing Engineering and Technology / 5th Edition, Prentice Hall International, Singapore, 2006. Р. 160–162.
7. Каблов Е. Н., Оспенникова О. Г., Сидоров В. В., Ригин В. Е., Каблов Д. Е. Особенности технологии выплавки и разливки современных литейных высокожаропрочных никелевых сплавов // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Серия: Машиностроение. 2011. С. 68–78.
8. Демченко А. И. Разливка жаропрочных никелевых сплавов в вакуумно-индукционной печи с применением пенокерамических фильтров // Сб. тезисов Х конф. молодых специалистов «Перспективы развития металлургических технологий» (27 февраля 2019 г., Москва). — М. , 2019. — С. 27–31.
9. Демченко А. И., Шевяков В. Ф., Корзун Е. Л., Коровин В. А., Леушин И. О. Разливка жаропрочных никелевых сплавов в вакуумно-индукционной печи с применением пенокерамических фильтров // Сб. тр. ХV Междунар. конгресса сталеплавильщиков (Москва–Тула, 15–19 октября 2018 г.). — М. : ООО «РПК ПринтАП». — С. 220–224.
10. Тен Э. Б. Фильтрационное рафинирование жидких металлов, вклад отечественных ученых и специалистов / Фильтрование металла в литейной форме : сб. мат-лов по фильтрам, эффективности применения, опыту использования в отечественной и зарубежной практике . — М. : ИТЦМ «Металлург», 2005. — С. 8–11.
11. Тен Э. Б. Основы фильтрационного рафинировании жидких металлов. Часть 1 // Литейное производство. 2013. № 1. С. 15–19.
12. Тен Э. Б., Рахуба Е. М., Киманов Б. М., Жолдубаева Ж. Д. Ресурсы повышения рафинирующего потенциала фильтров для жидких металлов // Литейщик России. 2013. № 11. С. 38–42.
13. Тен Э. Б., Дибров И. А. Теоретические и прикладные аспекты процесса фильтрационного рафинирования жидких металлов // Фильтрование металла в литейной форме: сб. мат-лов по фильтрам, эффективности применения, опыту использования в отечественной и зарубежной практике). — М. : ИТЦМ «Металлург», 2005. — С. 21–25.