Изменение агрегатного состояния сплавов в отливках

Защитные меры группы II в основном состоят в снижении содержания газов в расплаве (и их парциального давления) еще перед заливкой, чтобы при заливке и затвердевании парциальное давление газов в сплаве не превышало их парциального давления в окружающей среде. Эти способы представлены на фиг. 132 кривой 2 для стали, дегазируемой при плавлении, и кривой 3 для цветных металлов, дегазируемых после плавления: Окончательная дегазация должна довести содержание газа ниже критического.

III группа защитных мер

Эта группа мер защиты против эндогенных газовых раковин основана не на предупреждении насыщения газами и не на дегазации. Ее принцип состоит в повышении критического содержания газов с начальной величины Sкp до величины или за счет повышения давления газов в среде, окружающей затвердевающую отливку (как это имеет место при затвердевании в автоклаве), или за счет такого ускоренного затвердевания, когда газы не успевают выделиться.

Первый способ основан на законе Сивертса. Если парциальное давление (содержание) газов в расплаве высоко, должно быть соответственно выше давление этих газов в окружающей среде, чтобы не образовались раковины. Второй способ может быть использован при производстве тонкостенных отливок в металлических формах.

Третья группа защитных мер против эндогенных газовых раковин представлена на схеме фиг. 132 кривой 4. Защитные меры этой группы применяются сравнительно редко.

4. ОБУСЛОВЛЕННАЯ ЛИКВАЦИЯ1¹⁾В отличие от обычной ликвации, возникающей в результате затвердевания твердых растворов в температурном интервале, под выражением «обусловленная ликвация» автор имеет в виду скопление сегрегирующих элементов в местах, в которых в процессе затвердевания отливки по тем или иным причинам возникли полости (раковины, трещины, поры в результате движения пузырьков газа и др.)) В ОТЛИВКАХ [7]

Обусловленную ликвацию как основной вид химической неоднородности отливок нельзя отождествлять с описанными выше явлениями ликвации. Обычную ликвацию предотвратить нельзя, обусловленную - можно.

Как только в затвердевающей отливке, прежде всего в ее двухфазной зоне, образуется полость, она тотчас же заполняется притекающим расплавом, содержащим значительное количество ликвирующих элементов, так что полости в отливке не остается. Это возможно лишь в томслучае, когда в распоряжении имеется достаточное количество такого расплава.

Обусловленная ликвация - дефект вторичного порядка. Ее не было бы, если бы раньше не образовывались первичные дефекты, например рыхлость, т. е. мелкие усадочные раковины, газовые раковины и трещины. Эти дефекты образуются преимущественно при широкой двухфазной зоне и при большом поперечном температурном градиенте, следовательно, у массивных стальных отливок.

Только часть полости усадочной раковины может быть заполнена ликвирующим расплавом. Усадочные поры (рыхлость), заполненные ликватами, менее опасны, чем незаполненные, хотя заполняющие их ликваты и обладают худшими механическими свойствами, будучи более твердыми и хрупкими. Размеры ликватов в усадочных порах весьма малы, это позволяет считать их своего рода точками или точечными ликватами, т. е. безразмерными образованиями.

Одноразмерные стеблевидные ликваты (фиг. 133) образуются в массивных стальных отливках и слитках. На серном отпечатке продольного разреза они выявляются как черточки - «усы», направленные снизу к раковине. Некоторые из них не попадают в плоскость разреза по всей длине поэтому выявляются как червеобразные частичные ликваты.

136 ЛИТЕРАТУРА

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

136 ЛИТЕРАТУРА

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Стеблевидные ликваты образуются как результат ликвации кислорода. Чем ближе к тепловой оси, тем выше содержание кислорода даже у хорошо раскисленных сталей, так что на некоторой глубине под поверхностью уже образуется FeO. В двухфазной зоне FeO реагирует с углеродом, что приводит к образованию пузырьков СО, которые увеличиваются, поглощая водород из окружающей стали. Они растут так, что их подъемная сила преодолевает силу сцепления с кристаллическим скелетом в двухфазной зоне. Пузырьки поднимаются, прокладывая себе дорогу через двухфазную зону, а проложенная ими дорога заполняется ликвирующим расплавом.

Стеблевидные ликваты расположены в продольном разрезе и имеют форму угла острием вверх (?). Если верхняя поверхность отливки не имеет прибыли, стеблевидные ликваты находятся сравнительно глубоко под поверхностью, (фиг. 133а).

Если подъемная сила меньше силы сцепления пузырьков, ине может оторвать их от места возникновения, то при охлаждении в них снизится давление газа и пузырьки в большей или меньшей мере заполнятся ликвирующим расплавом. При этом получится «пузырьковая», или «узелковая», ликвация. Если поднимающийся пузырек застрянет в двухфазной зоне, червеобразная ликвация закончится в этом месте.

Стеблевидные ликваты несколько опасней точечных* находящихся между усадочными порами. Их можно ограничить, повышая начальную степень раскисления стали. В таком случае они начнут выделяться на несколько большей глубине. В сечениях толщиной приблизительно до 150 мм у отливок из спокойной стали стеблевидные ликваты почти не образуются.

Высокая теплопроницаемость формы способствует образованию стеблевидных ликватов на большей глубине под поверхностью, что представляет меньшую опасность.

Наиболее опасны ликваты в трещинах или плоскостные, потому что они двумерные. Они возникают вследствие проникновения находящегося ниже ликвированного расплава в трещины, образующиеся в двухфазной зоне. Явление возникновения внутренних трещин будет объяснено ниже.

136 ЛИТЕРАТУРА

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

136 ЛИТЕРАТУРА

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Трещинная ликвация образуется в массивных стальных отливках в двух зонах (фиг. 134): в зоне между поверхностью и тепловой осью (I) - так называемая внеосевая (зональная) ликвация, обозначаемая значком ?, и на тепловой оси (II) - осевая ликвация V-образной формы (см. также фиг. 134 а).

Трещинная ликвация значительно ухудшает качество массивных отливок, потому что представляет собой очень развитые образования с неудовлетворительными механическими свойствами. Внеосевую, или зональную, ?-ликвацию и осевую V-ликвацию можно предупредить, если создать надлежащие условия - в первом случае минимальный поперечный температурный градиент в отливке, во втором - высокую степень направленности затвердевания.

Обусловленная ликвация всех типов влияет на распределение ликватов в отливке. При наличии обусловленной ликвации зональная и междендритная ликвации будут менее развиты. Влияние будет тем более заметным, чем крупней и многочисленней ликваты.

Наличие обусловленной ликвации также устанавливают надлежащим травлением шлифа отливки и взятием серного отпечатка, так называемого отпечатка Баумана. Места, обогащенные ликватами, получатся на серном отпечатке более темными.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ршibуl J., Teoretickй zaklаdу slйvбrenstvн, ЕS VЉВ, 1961.

2. РшibуlJ., Vady осеlovэch odlitkт, SNТL, 1964.

3. Кniрр Е., Fehlerercheinung ап Gusstьcken, GiеЯ-Verlag, Dьsseldorf, 1953.

4. Рыжиков А. А., Теоретические основы литейного производства, Машгиз, Москва- Свердловск, 1954, 1960.

5. Нехендзи Ю. А., Стальное литье, Металлургиздат, 1948.

6. Спасский А. Г., Основы литейного производства, Металлургиздат, 1952.

7. Сhvоrinоv N., Krystalisace а nеstеjnоrоdоst oceli, ИSАV, Praha, 1954.

8. YаоТ. Р., Ciesserei-Techn.-wissenschaft. Beihefte, № 16, 837-851 (September 1956).

9. Роhl D., SсhеilЕ., 23. Internat. Giessereikoпgres, Dьsseldorf, 1956.

10. Сzikеl J., Fгеibеrgеr Forschungshefte, В24, № 1, Giessereiwesеn, 9-22 (Mai 1957).

11. ВеdnбшikМ., Vtokovй soustavy ргољedоu litinu, Nбkl. n. р. SBИ, Вrnо, 1952.

12. ТrеnсklйС h., Giesserei-Techn.-wissenschaft. Beihefte, № 22, 1171-1199 (September 1958).

13. Маlkоvskэ J., Slйvбrenstvн barevnэch kоvщ, МТ II, ЕS VЉB, 1955.

14. Вейник А. И., Тепловые основы теории литья, Машгиз, М., 1953.

15. Михеев В. М., Основы теплопередачи, Госэнергоиздат, 1949.

16. Ршibуl J., Sbornнk VЉВ, 10, № 4, 431-448 (1964).

17. Дубровский А. М., Затвердевание металлов, Машгиз, 1958, стр. 496-512.

18. Реtrћеlа L., Slйvбrenskй fогmоvасн lбtky, SNTL, Praha, 1955.

19. КољеlеvN., SbоrnнkpracнVZЪVZIL, Plzeт, 1957, str, 41-52.

20. Горшков И. Е., Отливка слитков из цветных металлов и сплавов, Металлургиздат, 1952.

21. Гудцов Н. Т., Д. К. Чернов и наука о металлах, Л.-М., 1950, стр. 164 и дальше.

22. Гиршович Н. Г., Нехендзи Ю. А., 3атвердевание металлов, Машгиз, 1958.

23. Zеdnнk V., Kapitolyz fysiky kovu, VТN, Praha, 1951.

24. Баландин Г. Ф., Литье намораживанием, Машгиз, М., 1962.

25. Ршibуl J., Tuhnutн а nбlitkovбni odlitku, SNTL, Praha, 1954.

26. Rudd1е R. W., The Solidification of Castings, Inst. of Metals, Lnd., 1957.

27. BriggsСh. W., Gеzеlius R.А.,Trans.AFA,43,274-302 (1935).

28. С h v о r i n о v N., GieЯerei, № 10-12 (1940).

29. Гуляев Б. Б., Литейные процессы, Машгиз, 1960.

30. Вейник А. И., Теория затвердевания отливки, Машгиз, М., 1960.

31. Ршibуl J., Vеtiљkа А., Teorie slйvбrenstvн, SNТL., Praha, 1963.

32. РшibуlJ., Sbornik VЉВ, 12, № I, 1-34 (1966).

33. Ващенко К. И., Софрони Л., Магниевый чугун, Машгиз, М., 1960.

34. Морозов А. Н., Водород и азот в стали, Металлургиздат, 1950.

35. Трубин К. Г., Ойкс Г. С., Выплавка стали в мартеновских печах, ч. II, Металлургиздат, 1951.

36. Ршibуl, Freiberger Forschungshefte, В84, 211-233 (Nоvеmbег 1964).

37. Маckievic J., Ршibуl J., Kraus J., Hutnikй listy, 2, 135 (1947).

38. Кrаus J., Масkiеviи J., Hutnickй listу, 3, 43-45 (1948).

39. Chеnниеk J., Slйvбrenstvн, 6, 117-118 (1958).

40. Olivеrius V., Slлvarenstvi, 6, 118 (1958).

41. РшibуlJ., Sbornik VЉВ, 4, иl. 32, 327-338 (1958).

42. Ваttу G., Тrапs. АFА, 38, 309-З30 (1930).

43. ZарffеС. А., Тrаns. АFА, 51, 417-562 (1943).

46. Неidе О., 26-й Международный литейный конгресс, Мадрид, 1959.

47. РшibуlJ., Stагоstа О., 26-й Международный литейный конгресс, Мадрид, 1959,

48. Ваbiи J. Р., Lit. proizvodstvo, № 5, 30-32 (1962).

49. Sаburоv V. Р., Postyka V. V., Wlodawer R., CieЯеrei, № 1, 1-7 (1960).

50. Морозов А. Н., Строганов А. И., Раскисление мартеновской стали, Металлургиздат, 1955.

51. Вrаndаu О., Osobnн sdelenн (октябрь 1962).

52. РшibуlJ., Теоретические основы литейного производства, ЕSVSВ, 1961.

53. Вrinsоn S., Dumа J., Trans. АFА, 50, 657-675 (1942).

54. РшibуlJ., Тереlnб sbytkovб pnuti v odlitcich ozubenэch kol, Sbornik VЉВ (впечати).

Размещено на Allbest.ru