Призначення. Для сповільнення процесів утворення хімічної неоднорідності та вирівнювання фронту кристалізації сплаву по висоті зливка використовується плазмова обробка розплаву при твердненні сталевих зливків, а також обробка рідкого металу під час тверднення з використанням тиску, вібрації, вакууму і пульсаційного перемішування.
Технічні характеристики. Ендогенна вібраційна обробка розплаву у надливі зливка забезпечує суттєве подрібнення зерна і однорідність структури; зменшення ширини зони осьової ліквації, зниження забрудненості неметалевими включеннями у 1,5 – 2 рази, підвищення ударної в’язкості металу на 30 – 40 %. Глибинна обробка розплаву плазмою тверднучого зливку зменшує вірогідність утворення Λ-подібної сегрегації, вирівнює фронт кристалізації сплаву по висоті зливків, зменшує структурну і хімічну неоднорідності та анізотропію властивостей у них. Структура великого (142 т) зливку із сталі 25ХНЗМФА, відлитого в вакуумі, більш однорідна, а густина металу в центральній і донній частинах зливка практично однакова. Додатково знижується концентрація легкоплавких домішок в сталі у горизонтальних перерізах по всій висоті зливка. У вакуумованому металі кількість неметалевих включень в 2,7 – 5,5 разів менше, ніж в зливках, одержаних у звичайних умовах.
Галузь застосування. Металургійна та машинобудівна галузі.
Переваги. Нові технічні рішення не мають аналогів в зарубіжній практиці і дозволяють підвищити експлуатаційні характеристики масивних виробів, що виготовляють з великих зливків за рахунок значного зменшення зони структурної та хімічної неоднорідностей, лікваційних дефектів та рівномірного розподілу неметалевих включень у литому металі.
Техніко-економічний ефект. Нові технологічні рішення дозволяють одержувати високоякісні вироби відповідального призначення з підвищеними експлуатаційними характеристиками для атомної, хімічної, енергетичної та інших галузей промисловості. Так, наприклад, знижується забрудненісті неметалевими включеннями у 1,5 – 2 рази, ударна в’язкість металу підвищується на 30 – 40 %.
Опис. Обґрунтовані технічні рішення для підвищення якості сталевих зливків масою від 7,6 т до 142 т при керованих процесах кристалізації та структуроутворення; встановлено закономірності процесів кристалізації та формування структурних і сегрегаційних зон у зливках при різних умовах тепловідведення та інтенсивності конвективного і капілярного масопереносу в міждендритних каналах сплавів; визначено залежність інтенсивності потоку лікватів від швидкості кристалізації зливка; визначено вміст газів, морфологія неметалевих включень та розподіл їх у перерізах на різних горизонтах зливка масою 142 т, що одержаний у вакуумі.