КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Особенности изготовления отливок из углеродистых сталей
Особенности технологии производства отливок из различных сталей.
Особенности литейных свойств углеродистой стали вызывают необходимость разработки специфической технологии производства фасонных отливок. Сталь выплавляют в агрегатах периодического действия, т. е. металл выдается через определенные промежутки времени. Емкость плавильных агрегатов для этих условий выбирают с учетом допустимых продолжительности разливки всей плавки и максимального числа открытий стопора ковша при разливке металла по формам. Число открытий стопора, изготовленного из шамотного припаса, составляет в среднем 120. В сталелитейных цехах наиболее распространены печи емкостью 3, 5 и 10 т. В фасонно-сталелитейных цехах большой мощности, производящих мелкие и средние отливки, при выборе емкости плавильного агрегата учитывают необходимость непрерывной подачи стали на заливочную ветвь конвейера. В этих случаях устанавливают много печей малой емкости, что обеспечивает выдачу металла из разных печей через короткие промежутки времени (не реже 2 - 3 раз в час). Крановый стопорный ковш часто является промежуточной емкостью, из которой сталь распределяется по раздаточным ковшам. Заливка движущихся на конвейере форм из кранового стопорного ковша невозможна, так как трудно добиться синхронности движения мостового крана и конвейера. Температура стали перед заливкой составляет 1550 - 1600 °С. В связи с этим к формовочным и стержневым смесям предъявляют высокие требования по огнеупорности. Исходными материалами для смесей являются чистые кварцевые пески и огнеупорные глины. Глинистые пески в сталелитейных цехах, как правило, не применяют. Заливка из стопорного ковша обусловливает значительное силовое воздействие струи металла на форму, поэтому ее необходимо изготовлять прочной, с большей степенью уплотнения смеси. Более низкая, по сравнению с другими сплавами, жидкотекучесть стали, меньший относительный перегрев требуют увеличения размеров каналов литниковой системы, сокращения ее протяженности. По данным Б. Б. Гуляева, площадь сечения питателей при литье стали должна быть в 1,5 - 2 раза больше, чем при литье чугуна. В случае изготовления крупных отливок (массой более 10 т) эта разница может увеличиться до 3 раз.
Применение стопорных ковшей позволяет несколько упростить литниковую систему: вместо чаши применяют воронки, не устанавливают фильтровальные сетки, вместо шлакоуловителей выполняют литниковые каналы меньшего сечения, по возможности используют литниковые системы с меньшей протяженностью каналов. При этом площади сечения питателя, литникового хода и стояка часто выполняют одинаковыми. Чтобы исключить механическое разрушение стенок литниковых каналов в крупных формах, их изготовляют из огнеупорного сифонного припаса. Конструкция литниковой системы определяется конфигурацией и массой отливки, а также наиболее рациональным местом подвода металла. Для отливок массой до 100 кг применяют преимущественно литниковые системы с боковым подводом металла по разъему формы; для отливок массой 100 -500 кг - с боковым и нижним подводом. Формы тяжелых отливок (500 кг и выше) заливают, как правило, через сифонные или ярусные литниковые системы. В зависимости от конфигурации отливки, ее назначения и ответственности металл подводят: - в толстые стенки (лучше в прибыли, так как это повышает коэффициент использования металла прибыли) для создания направленного затвердевания, обеспечивающего получение плотной отливки; - рассредоточенно через большое число литников, чтобы добиться равномерного охлаждения частей отливки и, следовательно, меньших напряжений, что целесообразно при изготовлении тонкостенных протяженных отливок;
- к тонким частям, чтобы по возможности выравнять скорости охлаждения частей отливки, склонных к образованию трещин. Для питания массивных частей в этом случае целесообразно использовать прибыли, работающие под избыточным давлением газа или воздуха. Усадка стали в жидком состоянии и в период кристаллизации, если не принимать специальных мер, вызывает образование усадочных раковин и пористости. Получение плотных отливок обеспечивается установкой прибылей и созданием направленного, последовательного затвердевания. Без прибылей из стали можно изготовлять только малоответственные тонкостенные отливки. Усадка стали в твердом состоянии может вызвать образование горячих и холодных трещин, коробление отливок, высокие внутренние напряжения и изменение линейных размеров. Горячие трещины в отливках из углеродистой стали являются следствием сильного торможения, главным образом со стороны формы. Трещины располагаются в наиболее слабых местах, какими являются разогретые участки. Увеличение содержания углерода (см. табл. 2.6.1) уменьшает линейную усадку, особенно доперлитную, что снижает опасность образования горячих трещин. С другой стороны, при охлаждении низкоуглеродистых сталей быстрее увеличивается их прочность. Отливки, испытывающие большое механическое торможение усадки, рекомендуется изготовлять из углеродистой стали с повышенным или очень низким содержанием углерода. Разностенные отливки со значительным термическим торможением усадки целесообразнее получать из низкоуглеродистой стали. Отрицательное влияние на трещиноустойчивость оказывают сера и неметаллические включения, особенно легкоплавкие. Повышенную склонность к образованию трещин имеют стали, выплавленные в печах с кислой футеровкой. Основные мероприятия по предотвращению появления горячих трещин заключаются в улучшении технологии изготовления форм, обеспечении хорошей их податливости, выборе конструкции отливки, литниковой системы, в рациональном режиме заливки и охлаждения.
Кроме уменьшения усилий, затрудняющих усадку, образование горячих трещин предупреждают упрочнением слабых мест отливки усадочными ребрами и установкой холодильников. Усадочные ребра воспринимают часть усилий, тем самым разгружают слабое (горячее) место отливки. Холодильники, наружные или внутренние, способствуют более быстрому охлаждению и, следовательно, упрочнению опасного участка отливки. В области температур ниже 650 °С под действием внутренних напряжений или внешних нагрузок в углеродистой стали возникают преимущественно упругие деформации. При охлаждении отливки происходит дальнейшее изменение ее линейных размеров в результате фазового у - превращения и послеперлитной усадки. Всякое препятствие развитию усадки вызывает образование внутренних напряжений, которые могут привести к короблению отливки или образованию холодных трещин. Металл в этом случае разрушается не по границам зерен, а по самим зернам. Поверхности трещин не окисляются. Наибольшей склонностью к образованию холодных трещин обладают отливки из высокоуглеродистых сталей. Повышение содержания углерода вызывает увеличение среднего коэффициента термического сжатия. Например, коэффициент термического сжатия стали с 0,14 % С равен 14,5∙10-6, стали с 0,45 % С - 16,1∙ 10-8. Высокоуглеродистые стали менее теплопроводны, чем низкоуглеродистые, что обусловливает больший перепад температур по сечению отливки и между отдельными ее частями. Таким образом, из-за увеличения термических напряжений с повышением содержания углерода увеличивается и опасность образования холодных трещин. Стали с низким содержанием углерода наряду с высокой прочностью имеют удовлетворительную пластичность. С повышением содержания углерода пластичность сильно падает, и такие стали можно применять для' отливок, подвергающихся повышенному износу при отсутствии ударных нагрузок.
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 828; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |