Усадочные процессы. Формирование усадочных раковин и пор в стальных отливках.
Усадка – совокупность явлений, приводящих к сокращению объема и линейных размеров сплава, залитого в форму, при его затвердевании и охлаждении. - объемная усадка: εν=[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.
Высокомарганцевая сталь. Особенности ее состава, структуры и свойств. Технология плавки. Сталь типа 110Г13Л. 1) плавка методом смешения: а) плавка стали в кислых печах; б) подогрев в ковше (800-900 0С) и смешение. Недостатки: 1) низкое качество стали (нет рафинирования, остается водород и НВ); 2) нет рафинирования от серы и Р. 2) Плавка методом окисления в основной дуговой печи: - заправка; - завалка: металлическая часть (стальной лом, возврат, ФМн углеродистый, науглероживатели), окислитель – железная руда; - плавление: частичное окисление P, Cr, V, W, Al, Ti. - окислительный период: окисление Р (переходит в шлак), КИП: а) рафинирование от водорода, от НВ; б) выравнивание Т; в) перемешивание расплава. - восстановительный период: а) предварительное раскисление стали ФМн и ФС; б) раскисление шлака (угольным порошком, порошком ФС, алюминиевый порошок). Происходит восстановление Р и переход его из шлак. Восстанавливается марганец и переходит изшлака (плавка под белым шлаком – угольный порошок в количестве 1-2 кг/т, плавка под карбидным шлаком – в количестве 3-4 кг/т). Доводка металла (легирование недостающими элементами) - выпуск металла после выпуска шлака; раскисление в ковше алюминием (1-2 кг/т). Износостойкая сталь 110Г13Л: сочетание высокой износостойкости в случае приложения больших истирающих нагрузок, когда твердость поверхностных слоев может достигать 550-600 НВ, с хорошей пластичностью и ударной вязкостью является главной особенностью этой стали. Однако, при чисто абразивном износе, сталь 110Г13Л со структурой аустенита не имеет существенных преимуществ перед другими сталями. Недостатком стали является высокое содержание Р, который вносится при легировании стали ФМн. Это приводит к загрязнению стали фосфидной эвтектики, которая снижает все мех.свойства. Сталь 110Г13Л практически не обрабатывается резанием. Поэтому все отверстия и другие полости, формирующие тело отливки, получают только литьем.
|
