Усадочные процессы. Формирование усадочных раковин и пор в стальных отливках

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 16

Воспроизведите трансформацию структуры отливки из белого чугуна в структуру отливки из ковкого чугуна.

¡ Первая стадия (950...1050 °С) подбирается по длительности такой, чтобы весь цементит, находящийся в структуре отливки, распался на аустенит и хлопьевидный графит. На второй стадии графитизирущего отжига при температуре эвтектоидного превращения формируется металлическая основа ковкого чугуна. В зависимости от режимов охлаждения ковкие чугуны могут иметь перлитную (непрерывное охлаждение), ферритную (очень медленное охлаждение в интервале 760...720 °С или изотермическая выдержка при 720...700 °С) или ферритно-перлитную (сокращение продолжительности второй стадии отжига) металлические основы.

Продолжительность 1-й и 2-й стадии графитизации

¡ 1. Зависит от содержания C+Si, а также от сечения и массы отливки.

¡ 2. При C+Si<3.5 задерживается процесс графитизации; при C+Si>4.1 наблюдается выделение пластинчатого графита в белом чугуне, т. е. оптимальное суммарное содержание C и Si должно быть 3.6 – 3.8 %.

Усадка – совокупность явлений, приводящих к сокращению объема и линейных размеров сплава, залитого в форму, при его затвердевании и охлаждении.

- объемная усадка: ε_ν=[Vф-Vо/Vо]*100%;

- линейная усадка: ε=[lф-lо/lо]*100%

- литейная усадка: ε=[lмод-lо/lо]*100%

У сталей общая объемная усадка (в жидком состоянии и при затвердевании) в зависимости от хим.состава достигает 4-7%. При производстве отливок она проявляется в виде усадочных раковин и пор. Чем крупнее отливка и больше ее толщина, тем больших размеров формируется усадочная раковина, а также протяженнее становится зона усадочной пористости (усадочная пористость частично может допускаться). Процесс компенсации объемной усадки сплава при литье называется питанием отливки. Источником питания является прибыль.

Факторы, влияющие на литейную усадку: хим.состав (углеродный эквивалент), толщина отливки (скорость охлаждения), материал и твердость литейной формы.

Литейная усадка отличается от линейной тем, что она зависит не только от свойств и состояния стали, но и от конструкции отливки и формы, толщины стенки отливки и типа формы.

В результате литейной усадки в отливках образуются усадочные раковины и поры, следовательно, при нагружении отливки могут возникнуть напряжения и трещины. Для предотвращения трещин используют более податливые формы.

Причины появления усадочных полостей:

· Изменение объема залитого в форму металла в условиях перепада температур по сечению отливки

· Разница в коэффициентах термического сжатия в жидком и твердом состоянии

Усадочные раковины образуются при кристаллизации чистых металлов или сплавов эвтектического состава.

Усадочная пористость – это дефект в виде мелких пор, образовавшихся в отливке в результате усадки стали в процессе ее затвердевания при недостаточном питании отливки. УП образуется при кристаллизации сплавов с большим интервалом кристаллизации. Устранение усадочной пористости более сложно, чем усадочных раковин.

Приемы устранения пористости:

- прибыль должна застывать в последнюю очередь

- металл нужно подводить в тепловые узлы

- использование холодильников.

Дата добавления: 2015-04-24