Реферат: Линейная и объёмная усадка металлов и сплавов

 

ЛИНЕЙНАЯ И ОБЪЁМНАЯ УСАДКА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

СОДЕРЖАНИЕ.

 

1.  Введение.Усадочные свойства сплавов………………………2

2.   Усадочныераковины и поры в отливках……………………...8

3.   Заключение.Методы борьбы с возникновением

    усадочных пор в отливках……………………………………..18

4. Список  литературы…………………………………………….20


   

ВВЕДЕНИЕ.  УСАДОЧНЫЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ

 

Усадкойназывается уменьшение объема и линейных размеров отливки в процессе ееформирования, а также охлаждения с температуры заливки до температурыокружающей среды. Усадка является одним из важнейшихлитейных свойств сплавов.

Видыусадки. Для оценки усадки используют понятия: относительнаяусадка и коэффициент усадки в интервале температур. В зависимости отагрегатного состояния сплава различают усадку в жидком, твердо-жидком  итвердом  состояниях. Полная усадка является суммой этих трех слагаемых. Основуусадки составляет термическое сжатие, которое увеличивается или уменьшается врезультате фазовых  превращений и изменения растворимости газов. У рядасплавов вблизи от температуры ликвидуса наблюдается увеличение объема,называемое предусадочным расширением.

Дляхарактеристики усадки на различных этапах формирования отливки используютследующие способы ее оценки. Объемная усадка – относительное изменениеобъема сплава – используется для характеристики изменения в жидком илитвердожидком состоянии, а также для полного изменения объема. Линейнаяусадка  оценивает относительное изменение размеров отливки с моментаперехода ее в твердое или твердожидкое состояние с разрозненными включениямижидкой фазы и твердой наружной коркой.Литейная усадка  – относительная(в процентах) разность линейных размеров модели и отливки Она оценивает полноеизменение размеров отливки и поэтому наиболее удобна для использования в технологическихрасчетах и операциях. Литейная усадка зависит не только от свойств и состояниясплава, но также от конструкции отливки и формы, от технологических условийлитья и других факторов. В связи с торможением усадочного процесса формой (дляфасонных отливок) необходимо различать свободную и затрудненнуюусадку, которые численно не совпадают.

 Общее уменьшение объема  сплава в процессе усадки отливки дают три составляющие-  наружная усадка, усадочная раковина  и  пористость. Наружная усадка — изменениенаружных размеров и объема. Именно этот вид усадки оценивается характеристикойЕ лит… Усадочная раковина – — полость в теле отливки или прибыльнойчасти, образующаяся вследствие некомпенсированной объемной усадки призатвердевании. Различают внутренние раковины; образующиеся обычно в тепловыхузлах, и наружную раковину, которая может быть открытой или закрытой (т.е. подкоркой металла). Размер усадочной раковины зависит от усадочных свойств сплава,условий формирования отливки и технологических условий литья. Усадочнаяпористость – скопление мелких пустот, возникающих в изолированныхмикрообъемах отливки, обычно в междуосных пространствах дендритов, в условияхотсутствия питания жидким расплавом. Различают рассеянную пористость, распределеннуюболее или менее равномерно по всему объему отливки, и зональную пористость, сосредоточенную  в  осевых частях, в тепловых узлах и других частяхотливки.

Формированиепористости при затвердевании отливки идет параллельно с процессом выделениягазов, которые заполняют поры и могут создавать в них значительное давление. Всвязи с этим  в реальных условиях пористость в большинстве случаев имеетгазоусадочный характер. Развитие усадочных дефектов и их, распределение вотливке зависят от взаимодействия факторов, отражающих усадочные свойствасплава, а также тепловые и кинетические условия формирования отливки.

Склонностьсплава к образованию усадочных дефектов (раковин и пористости) определяется натехнологических пробах – небольших отливках, имеющих форму усеченного конуса илишара. Конфигурация и размеры проб ГОСТом  не регламентируются.

Линейнаяусадка цветных металлов и сплавов определяется согласно ГОСТ 16817 – 71 путемотливки пробы в сухую песчаную или металлическую (полукокильную) форму. Пробапредставляет собой призматический образец сечением 25 х 25 мм и длиной130 мм с выемками с обоих концов. В результате усадки при затвердевании образецперемещает подвижную часть формы, что фиксируется стрелочным индикатором.

      Линейная усадка большинства сплавов колеблется в пределах 0,7 – 2,2 %(углеродистой стали 1,2 – 2,2 %, серого чугуна 0,7 – 1,3 %, силумина 1 – 1,2 %,магниевых сплавов 1 – 1,6%, бронзы 1 – 1,5 %).

Образованиеусадки. Исследованиями А.А. Бочвара установлено, что всплавах, кристаллизующихся в интервале температур, линейная усадкапроявляется после образования в отливке твердого кристаллического скелета когда,несмотря на наличие остаточного количества жидкости, в целом отливка ведет себякак твердое тело. В зависимости от формы первичных кристаллов, степени развитияи разветвленности дендритов количество твердой фазы, при котором формируетсятвердый скелет,

колеблетсяв очень широких пределах – от 20 до 80 % от общего объема сплава.Соответственно на диаграмме состояния может быть нанесена линия образованиятвердого скелета (ЛОТС), которая располагается возле границы выливаемости,несколько ниже ее (рис. 1). При достижении температуры образования твердогоскелета

сплавс технологической точки зрения переходит в твердое состояние и в нем можетоцениваться линейная усадка; при температуре выше Тск усадочные процессывозможно оценивать только объемной усадкой. Температура Тск

делиттемпературный интервал кристаллизации  на две области: эффективный

/>интервалкристаллизации и эффективный интервал затвердевания.

Рис.1. Распределение объем ной усадки  между усадочной раковиной (1),пористостью (2) и наружной усадкой (3) в сплавах эвтектической системы (поданным А. А. Бочвара)

       Формирование усадочной раковины происходит главным образом в интервале температурпосле образования сплошной твердой корки на поверхности отливки, а формированиеусадочной

пористости– большей частью в интервале при затрудненности питания междуосных пространствдендритов.Таким образом, развитие усадочных дефектов того или иного типаоказывается непосредственно связанным с положением фигуративной точки сплава надиаграмме состояния относительно точек Ср, С’р  и Сэ а также Сск.

Впервыеобщая схема распределения усадочных пустот между раковиной и порами, взависимости от DТкрбыла приведена в работах А.А.Бочвара. Последующие исследования уточнили зависимость с учетом положения ЛОТС(или точки Сск.) и неравновесного солидуса. Максимум развития пористостификсируется при концентрациях вблизи точек Ср или С’р (см. рис. 1).

Усадочныесвойства некоторых сплавов приведены ниже:

/>

Вцелом картина аналогична изменению положения минимума жидкотекучести взависимости от концентрации  Ср. Общий вывод заключается в следующем: щирокоинтервальные сплавы склонны к образованию усадочной пористости, в узкоинтервальных сплавахусадочные изменения объема сосредоточены в усадочной раковине.

/> <td/> />
      По наблюдениям Б. Б. Гуляева, при смещении технологических границ сплава (ЛОТОи расположенной ниже ее границы питания) к ликвидусу, зона осевой пористости вотливках сужается, но рассеянная пористость может увеличиваться. При смещениитехнологических границ к солидусу зона осевой пористости может расширяться, нообщий объем всех видов пористости должен  уменьшаться.

Рис.2. Изменение линейной усадки е1 в сплавах эвтектической системы

Закономерностиизменения линейной укладки в зависимости от положения сплавов на диаграммесостояния иллюстрирует рис. 2.

1.В сплавах с существенной растворимостью в твердом состоянии (Ср >1 – 5 %) научастке до точки СА ск.Еlизменяется по некоторой ниспадающей кривой, а на участке между точками САск. и СВск.наблюдается закон аддитивности – прямолинейная зависимость (сплавы А1 – Мgи др.). Иногда излом кривой происходит в точках Ср или С'р, а на участке Ср – САск., отмечается площадка (сплавы А1 – Si).

2.Если усадочные свойства первичных выделений (a1 и b1)сильно отличаются, то происходит разрыв аддитивной зависимости вблизи отэвтектической точки, или точки      САск.(СВск.)– рис. 2 (сплавы Sn – Рb, А1 – Sn идр.). Отрезки прямых располагаются горизонтально, т. е. усадка целикомопределяется той структурной составляющей, которая преобладает в смесикристаллов.

Всложных многокомпонентных сплавах распределение усадочных пустот и изменение в,в общем подчиняется рассмотренным выше зависимостям.

Влияниетехнологических факторов на усадку. Перегрев сплава передзаливкой влияет на все виды усадки вследствие увеличенияразности объемов жидкого (при Тзал.) и твердого металлов и изменения кинетикироста первичных выделений дендритов. Обычно отмечают увеличение объемаусадочной раковины при одновременном возрастании пористости и грубозернистости(в этом заключается одна из причин, заставляющих ограничивать перегрев металлаперед заливкой).

Скоростьохлаждения отливки изменяет ее кристаллическое строение –форму, размеры и разветвленность дендритов, а также размер структурныхсоставляющих. Вследствие этого с увеличением скорости охлаждения возрастаетплотность сплава, увеличивается объем усадочной раковины (за счёт сокращения пористости),несколько возрастает линейная усадка. большое значение имеет такженаправленность затвердевания отливки. При правильном построении этого процессапрактически все усадочное изменение объема может быть сведено к наружной усадкеили усадочной раковине, выведенной в прибыльную часть отливки.

Внешнеедавление оказывает сильное влияния на перераспределение, усадочных пустот междупорами и раковиной. Крисдаллизация при повышенном давлении используеся кактехнологический прием для снижения пористости и повышении  плотности игерметичности отливок; наружная усадка при этом несколько возрастает.

Газонасыщенностьметаллаобычно приводит к резкому увеличению пористости (газовой и газоусадочной) приодновременном уменьшении размеров усадочной раковины снижается также линейнаяусадка. Повышенное газосодержание резко ухудшает комплекс свойств металла иотливки и поэтому недопустимо.

Модифицированиесплавов приводит к измельчению зерна и структурных составляющих, уменьшаетгазонасыщенность и тем самым способствует повышению плотностисплава.

 

УСАДОЧНЫЕРАКОВИНЫ И ПОРЫ В ОТЛИВКАХ

 

1. Усадка сплавов приохлаждении.

Всеэтапы охлаждения, т. е. понижения температуры жидкого сплава, процесс егокристаллизации и последующее охлаждение твердого сплава сопровождается уменьшениемобъема этого сплава или, как это принято называть, его усадкой (с увеличениемобъема могут протекать вторичные фазовые превращения в твердом сплаве).

Усадкасплава является причиной многих дефектов в отливках, поэтому служит предметомспециального изучения. Усадка жидкого и кристаллизующегося сплава обусловливаетобразование в отливках незаполненных металлом полостей (усадочных раковин ипор). Уменьшение объема жидкого и кристаллизующегося сплава принятохарактеризовать коэффициентом ем объемного сжатия (объемной усадки).

Усадкатвердого сплава или сплава, находящегося в твердожидком состоянии, но ужеполучившего и сохраняющего определенные геометрические очертания, являетсяпричиной развития внутренних напряжений в отливке и образования в ней трещин.Усадку  такого сплава принято характеризовать коэффициентом Еv линейного сжатия (линейной усадки). 

2. Усадочные раковины

Формированиеотливки начинается с возникновения ее внешних контуров. Поверхностная твердаякорка, образующая эти контуры, может представлять собой слой Xii,если он сохранился после стадии IIпроцесса охлаждения, или слой новых кристаллов, затвердевших у поверхностиформы в начале стадии III.При открытой верхней поверхности отливки или слитка образование верхней твердойкорки происходит в результате отвода теплоты в атмосферу.

 До появления твердой корки на отливке усадкапроявляется в виде понижения уровня жидкого сплава в литейной форме. Послеобразования и возникновения контура отливки размеры этого контура должныуменьшаться вследствие понижения его температуры. Жидкость, заключенная вконтурной оболочке, претерпевает значительно большую усадку, так как онасначала должна отдать теплоту перегрева, затем закристаллизоваться и лишь потомостыть  до температуры окружающей среды.

После полного охлаждения отливки объем жидкости,заключенный в первоначальной твердой оболочке, уменьшится больше, чем объем,ограниченный внешними контурами всей отливки. Внутри, отливки окажутсяусадочные полости, не заполненные металлом.

Различаютдва вида усадочных полостей:  усадочные раковины, представляющие собойотносительно большие по размеру пространства, расположенные в тепловых центрахотливки, и усадочные поры – мелкие иногда не видимые невооруженным глазомпустоты, находящиеся на границах соприкосновения двух или несколькихкристаллов.

Механизм образования одной сосредоточенной усадочиойраковины легко представить себе из рассмотрения рис. 3, на котором данасхематичная картина условий затвердевания слитка, имеющего квадратное, круглоеили другое геометрически правильное сечение.

В начале затвердевания образуется контурная корка 1(рис. 3, а). В связи с тем, что объем возникшей твердой фазы меньше объемажидкости, затраченной на образование корки, уровень жидкости внутри слиткапонижается до горизонтали 1. В следующий период времени затвердеваетслой II, причем усадка,происходящая при кристаллизации, компенсируется понижением зеркала жидкости доуровня 2. В дальнейшем при затвердевании слоев 111 и Ю уровень жидкостипонижается соответственно до горизонталей 3 и 4.

/> <td/> />
Врезультате постепенного снижения уровня жидкости и одно- временного утолщениякорки, ограничивающей объем этой жйд- кости, в верхней части отливкиразвивается усадочная раковина, которая, например, при литье цилиндрическогослитка имеет форму близкую к конической. Схематический вид этой раковиныпоказан на рис. 3, б. Правильная форма раковины может искажаться

Рис. 3. Образование усадочной раковины в отливке


приизменении скоростей отвода теплоты через донную, боковые и верхнюю поверхностиотливки. Образующая конуса становится при этом линией сложной кривизны. Иногдав процессе развития нижняя часть раковины затвердевает. В последствии под нейобразуется вторая раковина.

Отметим,что рассмотренная схема развития  конической раковины наиболее полнохарактеризует затвердевание чистого металла или эвтектического сплава, неимеющих температурного интервала кристаллизации. Изменения,  которые вносит всхему наличие у заливаемого сплава интервала кристаллизации, будут рассмотреныниже.

 

Фасонныеотливки отличаются от слитков возможностью развития в них не одной а несколькихусадочных раковин. Действительно, в том случае, иногда отливка состоит изнескольких массивных частей, соединенных  между собой сравнительно тонкимистенками, эти стенки, успеют  затвердеть раньше, чем произойдет кристаллизацияв массивных частях, и для каждой отдельной массивной части окажетсясправедливой та схема, которая была рассмотрена применительно к слитку. Внутрикаждой массивной части  окажется своя собственная усадочная раковина. Примерфасонной отливки, в которой должны образоваться две усадочных раковины, дан нарис. 4.

Естественно,что отливка с усадочной раковиной в сечении в большинстве случаев непригодна купотреблению,  так как её прочность и некоторые другие служебные качества(например, герметичность) резко снижаются. Поэтомупри изготовлении отливок стремятся вывести усадочную раковину в специальныйдополнительный объем,. который добавляют к рабочему телу отливки, изменяя такимобразом ее конфигурацию. Этот объем, называемый прибылью, затем отрезают. Нарис.5,а дана простейшая цилиндрическая отливка (слиток) с прибылью, нарис. 5, б – фасонная отливка с двумя прибылями

/> /> /> /> /> /> <td/> /> />

Рис.4 Отливка с двумя усадочными раковинами.                    Рис. 5 отливки: а-с одной             прибылью, б – с  двумя   прибылями.

Усадочнаяраковина располагается во внутренней части прибыли, занимая лишь часть ееобъема, поэтому для устройства прибылей на отливках необходимо затратитьдополнительное количество жидкого сплава. Отрезанные прибыли затемпереплавляют, что помимо дополнительных денежных затрат приводит к ухудшениюкачества шихтовых материалов. Последнее обстоятельство требует пояснения.

Прибыльдолжна быть сконструирована таким образом, чтобы жидкий сплав сохранялся в нейболее продолжительное время, чем требуется на затвердевание рабочей частиотливки, так как только при соблюдении этого условия жидкость из прибыли сможетвпитаться в продолжающую кристаллизоваться двухфазную область основного телаотливки и компенсировать происходящую там усадку. В соответствии с принятой влитейных цехах терминологией говорят, что прибыль должна обеспечивать питаниесплава, затвердевающего в отливке. Вследствие того, что сплав находится вприбыли в жидком состоянии продолжительное время, активные примеси в нем могутдезактивироваться и кристаллическая структура сплава в прибыли окажетсякрупнозернистой. При переплавке прибылей через непродолжительное время после ихотрезки новые отливки могут наследовать эту неблагоприятную структуру.

Такимобразом, экономические и технические соображения заставляют стремиться куменьшению числа и размеров прибылей.

Числоприбылей на фасонной отливке можно уменьшить, если воспрепятствоватьзатвердеванию тонких стенок между массивными частями отливки или ускоритькристаллизацию одной из этих частей с тем, чтобы она затвердевала первой ипиталась (т. е. получала жидкий сплав для компенсации усадки) от тонкой стенки,а затем затвердевала тонкая стенка, питаясь от второй массивной части, и лишьпотом происходила бы кристаллизация в этой второй массивной части. При такомпорядке затвердевания можно поставить прибыль только у второй массивной части,затвердевающей последней, и вывести в эту прибыль усадочную раковину. Нужнойпоследовательности затвердевания различных частей отливки можно достигнутьразными путями: правильным выбором места подвода горячего жидкого металла кполости формы, простановкой холодильников, т. е. металлических вставок, которыена отдельных участках поверхности формы заменяют формовочную смесь, правильнымвыбором толщины этих холодильников и т.д. Технологические приемы,обеспечивающие затвердевание отдельных частей отливки в заданнойпоследовательности, рассматривают в курсе «Теория и технология литейной формы».Следует стремиться к последовательному затвердеванию сплава от одного из еекраев в направлении к прибыли или, если это необходимо, к нескольким прибылям,число которых должно быть минимальным. Направленное затвердевание отливкицелесообразно осуществлять снизу вверх, так как кроме капиллярных сил,вызывающих впитывание

жидкостииз прибыли в затвердевающую отливку, этому впитыванию будет содействовать силатяжести сплава.

Целесообразноне только уменьшение числа, но и размеров прибылей. При определенной величинеусадочной раковины это равнозначно увеличению относительного объема,занимаемого раковиной внутри прибыли, и уменьшению количества металла, по-ступающего затем на переплав. Размеры прибылей можно уменьшить за счет выбораих оптимальной конфигурации, в частности, прибылям часто придают формуусеченного конуса, обращенного большим основанием кверху. Относительный объем.раковины в прибыли (т. е. отношение объема раковины к объему прибылиувеличивается при уменьшении толщины затвердевших стенок прибыли, отделяющихраковину от формы. Это обуславливает  целесообразность  мер, направленных ктому, чтобы отвод теплоты. от стенок прибыли к форме был минимальным. Впрактике применяют подогрев части формы, образующей прибыли, в частности, этучасть формы делают иногда из так называемых экзотермических формовочных смесей,содержащих вещества, которые при высоких температурах способны химическиреагировать между собой и выделять при этом дополнительное количество теплоты.Часто на практике в прибыль дополнительно заливают жидкий сплав (черезнекоторое время после заполнения формы). Дополнительную заливку производят вмомент, когда корка на верхней поверхности прибыли еще тонка или ее вообще нети уровень жидкого сплава в прибыли вследствие усадки уже понизился.Дополнительная заливка повышает температуру сплава, находящегося в прибыли.

.Дляулучшения условий проникновения жидкого сплава из прибыли к местамкристаллизации иногда к зеркалу сплава в прибыли прикладывают внешнее давление,об этом подробнее будет сказано ниже.

3. Усадочные поры

Условияпитания кристаллизующегося сплава усложняются, если он затвердевает в интервалетемператур. Жидкость, компенсирующая укладку, должна доставляться в этом случаене к фронту кристаллизации, а к местам кристаллизации в глубине двухфазнойзоны. Жидкий сплав в эту зону проникает, как было показано, под действиемкапиллярного давления. Жидкий сплав внутрь двухфазной области перемещаетсявесьма интенсивно, до тех пор, пока эта область, имеющая капиллярно-пористоестроение, соприкасается с обособленной зоной жидкого сплава в центре отливки.Выше было установлено, что интенсивное циркуляционное движение жидкого сплававнутри двухфазной зоны сильно замедляется после конца стадии  процессазатвердевания. Это замедление касается внутренней зоны не полностью затвердевшихкристаллов.

Такимобразом, до конца стадии затвердевания и формирования структурной зоны (прилитье однофазных твердых растворов – области столбчатых кристаллов) питаниесплава протекает обычным путем. Уровень жидкости во внутренней части отливкипостепенно снижается, образуя усадочную раковину, а сплав, компенсирующийусадку, доставляется к поверхностям растущих кристаллов под действиемкапиллярных сил. Жидкость, обогащенная ликватами и возвращающаяся в центротливки, не может уменьшить усадочной раковины, так как часть жидкости,проникшая в двухфазную область, израсходована на восполнение объема сплава,подвергшегося усадке при кристаллизации.

      Контакт с обособленной зоной подвижной жидкости, имеющей постоянный среднийсостав, теперь отсутствует, так как эта зона в стадии  процесса охлажденияотливки исчезает. Сохраняющееся замедленное движение жидкости объясняется тем,что в двухфазной области  продолжают существовать каналы, расширяющиеся кцентру отливки, и жидкость, содержащая много ликватов и плохо смачивающаятвердые кристаллы, вытесняется жидкостью, содержащей несколько меньшееколичество ликвирующих элементов.

Впериод формирования структурной зоны (зоны равноосных кристаллов) усадочнаяраковина практически развиваться не может, так как уровень жидкости должентеперь снижаться между зернами твердой фазы, начавшей расти у границ усадочнойраковины в момент конца стадии затвердевания и начала стадии  процессаохлаждения.

Естественно,что в этих очень изменившихся условиях питание продолжающих расти кристалловоказывается недостаточным, и сплав в третьей структурной области оказываетсяпористым.

Такимобразом, при литье сплавов, затвердевающих в интервале температур, в отливкеодновременно образуются и усадочные раковины и усадочные поры. Распределениеобщего объема усадочных полостей между раковинами и порами можно рассчитать посоотношению объемов плотного и пористого металлов. Это соотношение,зависит от эффективной величины интервала кристаллизации сплава и интенсивностиохлаждения отливки. На рис. 6 дан график, характеризующий относительные объемыусадочных раковин и усадочных пор, выраженные в долях общего объема усадочныхполостей, которые образуются в бинарных алюминиево-медных сплавах разногосостава.

/>

Рис.6.Распределение объема усадочных полостей между усадочными раковинами иусадочными порами: 1 – при повышенной интенсивности охлаждения; 2 – припониженной интенсивности охлаждения; 3 – общий объем усадочных полостей(раковин и пор).

Усадочнаяпористость, развивающаяся в центральной структурной зоне  отливок, являетсяпричиной их не герметичности.

Впервыенедостаточная плотность сплавов, кристаллизующихся з широком интервалетемператур, была отмечена А. Портевеном и П. Бастиеном. Позднее академик А. А.Бочвар и его сотрудники подтвердили это наблюдение. Академику А. А. Бочварупринадлежит заслуга выявления взаимосвязей между составом сплава и егоположением на диаграмме состояния, с одной стороны, и различными свойствамиэтого сплава, – с другой (жидко- текучесть, склонность к транскристаллизации,герметичность, склонность к прямой и обратной ликвации и др.).

Герметичностьсплавов изучали следующим образом.: Из отдельных сплавов; относящихся кбинарной системе Аl – Сu,отливали плоские пластины толщиной 30 мм. Во всех случаях  перед заливкой сплавперегревали на одинаковое число градусов над температурой ликвидуса. Всеотливки охлаждали в идентичных условиях. После охлаждения к одной из сторонпластины подводили керосин под давлением 50 ат. Визуальным наблюдением запротивоположной стороной пластины устанавливали, протекает или не протекаеткеросин сквозь отливку. Если керосин не протекал, на токарном станке с обеихсторон пластины снимали слой толщиной 1 мм и опыт с керосином повторяли. Снятиеслоев с обеих сторон пластины и пробу на герметичность повторяли до тех пор,пока на открытой стороне отливки не появлялись мелкие капли керосина(отпотевание). Опыты, в которых обнаруживали течь керосина в виде струи,отбрасывались, так как это указывало на наличие трещин в сплаве. Полученные приэкспериментах результаты иллюстрирует рис. 7.

Пооси ординат отложена герметичность, которую считали тем выше; чем больше былоснято слоев с отливки до обнаружения течи и чем тоньше оказывалась оставшаясяпосле механической обработки пластина. Был сделан вывод о высокой герметичностичистых металлов и эвтектических сплавов и о низкой герметичности сплавов,кристаллизующихся в широком интервале температур.

/>

Рис. 7. Герметичностьотливок, изготовленных из алюминиево-медных сплавов


ЗАКЛЮЧЕНИЕ.   МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ВОЗНИКНОВЕНИЕМ УСАДОЧНЫХ ПОР В ОТЛИВКАХ


Борьбас усадочными порами в отливках представляет собой задачу более сложную, чемборьба с усадочными раковинами. В последнем случае ликвидация последствийусадки связана главным образом с дополнительными экономическими затратами наустройство, отрезку, хранение, транспорт и переплав прибылей. Ликвидация жепористости не всегда возможна по техническим соображениям. Часто принимаемые напрактике меры не устраняют пористости, а лишь уменьшают ее.

Полнаяликвидация в отливке дефектной пористой зоны может быть достигнута привыведении в прибыль всей структурной зоны. Здесь следует напомнить, что врассмотренном ранее примере затвердевания плоской отливки термический ее центрсовпадал с осевой плоскостью, в то время как в реальных отливках различныхконфигураций тепловой центр и усадочная раковина находятся вне точки симметрии,а структурная зона 3 необязательно развивается в объеме, границы которогопараллельны поверхности отливки. Во всех случаях центральная зона, отличающаясяравноосным кристаллическим строением, положительной ликвацией и пористостью,прилегает к усадочной раковине. Выведение структурной зоны  в прибыль можетрезко увеличить ее размеры и уменьшить удельный объем усадочных полостей вовсем занимаемом ею пространстве. Иногда вывести пористую зону в прибыль вообщеневозможно, так как в эта зона может занимать весь или почти весь объемотливки.

Сравнительношироко распространен способ уменьшения усадочной пористости путем удлиненияпериода, в течение которого может развиваться усадочная раковина. Приложение кжидкому сплаву, находящемуся в прибыли, внешнего давления может заставить егопродолжать питать двухфазную область (образующую впоследствии структурную зону)и после начала роста твердых кристаллов на границе усадочной раковины приусловии, конечно, что этот рост не успел вызвать образования сплошной твердойкорки. Для создания давления на сплав, находящийся в прибыли, можно подвести кней сжатый воздух или соединить полость при- были, отделенную от внешней средытвердой коркой, с воздушной атмосферой и т. д. Иногда в прибыли закладываютпатроны, наполненные мелом; после герметизации прибыли, происходящей за счетобразования внешней корки, патрон, толщину стенок которой соответствующимобразом рассчитывают, разрушается, и мел в условиях высокой температурыразлагается по уравнению СаСО3 = СаО + СО2.

ДавлениеСО, в прибыли при соответствующем размере патрона может достигать 2 – 3 ат,что, естественно, содействует проникновению жидкого сплава в продолжающуюзатвердевать часть отливки.

  В заключение отметим, что технологические факторы особенно сильно влияютна усадочные процессы в широко — интервальных сплавах, склонных к объемномузатвердеванию. В отливках из таких сплавов соотношение между объёмом пор иусадочной раковиной может изменяться в очень широких пределах. В связи с этимвсе зависимости усадочных и других литейных свойств от положения сплава надиаграмме состояния справедливы только в условиях постоянства технологическихфакторов. В противном случае будут  оцениваться не усадочные свойствасплавов, а влияние условий формирования отливки. В практике литейногопроизводства при анализе причин брака и разработке технологических процессовнеобходимо учитывать весь комплекс условий – и технологические факторы, иусадочные характеристики сплавов.

ЛИТЕРАТУРА

 

1.  Новиков И.И.  «Горячеломкость цветных металлов и сплавов» — Изд-во Наука,Москва 1966г.

   

2.   Новиков И.И., Корольков Г.А.,Золоторевский В.С.  -  Сб. МИЦМиЗ «Металлургия и           

технология цветныхметаллов», вып.33, Металлургиздат, 1960г.

3.  Бочвар А.А., Жадаева О.С.  Юбилейный сборниктрудов Моск. Ин-та цветных металлов, вып.9, Металлургиздат, 1976г.

4.    Никитина М.Ф., Никитин С.Л.   Литейное производство,№2, 1983г.


еще рефераты
Еще работы по металлургии