содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

Литейные свойства чугуна и стали

К числу важнейших литейных свойств сплавов относятся: жидкотекучесть, величина усадки и расширения, а также склонность их к образованию внутренних напряжений и трещин в отливках.

Жидкотекучесть. Под жидкотекучестью чугуна и стали понимают способность металла заполнять форму и точно воспроизводить ее конфигурацию. Жидкотеку-честь расплава зависит от ряда факторов, характеризующих металл, форму и условия ее заливки.

Наиболее распространенной пробой для определения жидкотекучести чугуна и стали является спираль Кэри (рис. 11, с); пробу Нехендзи — Самарина (рис. 11,6) также широко применяют для изучения свойств стали.

Температура заливки оказывает решающее влияние на жидкотекучесть — с ее повышением она всегда увеличивается. В среднем можно принять, что длина спирали сечением 50 мм2 возрастает на 4 см на каждые 10 °С подъема температуры заливки.

Рис. 11. Пробы для определения жидкотекучести [3]:
а — спираль Кэрн: 1 — литниковая чаша; 2— вехняя полуформа; 3 — нижняя полуформа; б — проба Нехендзи — Самарина; 1 — полуформа; 2 — литниковая чаша; 3 — проба

Исследованиями установлено, что истинная жидкотекучесть сплава (при постоянном перегреве над линией ликвидус) уменьшается с увеличением интервала затвердевания. В связи с этим низкоуглеродистый чугун (около 2 % С) характеризуется минимальной истинной жидкотекучестью, а эвтектический — максимальной. Тем более велика практическая жидкотекучесть эвтектического чугуна (жидкотекучесть при постоянной температуре заливки), так как с приближением к эвтектическому составу температура линии ликвидус снижается. Поэтому углерод, кремний и фосфор повышают практическую жидкотекучесть в доэвтектическом чугуне и понижают ее в заэвтектическом. Максимальная жидкотекучесть получается при эвтектическом составе. Сера и марганец в отдельности слабо влияют на жидкотекучесть, но при наличии их в значительных количествах образующийся сульфид марганца сильно ее понижает.

Было установлено [4], что в жидкой стали высокое содержание марганца увеличивает жидкотекучесть. Кремний при содержании до 1 % снижает жидкотекучесть стали. При увеличении его количества более 1 % последняя возрастает. Алюминий резко снижает жидкотекучесть. Сера снижает жидкотекучесть, а фосфор повышает. Присутствие хрома до 1 % снижает жидкотекучесть, 1—5 % не влияет на нее, а начиная с 5 % повышает ее. Никель в количествах до 0,5 % снижает жидкотекучесть, а свыше этой величины не влияет на нее. Медь повышает жидкотекучесть стали.

Высокой жидкотекучести соответствует длина спирали для чугуна, составляющая примерно 1200—1500 мм, для стали 600—800 мм, при использовании V-образной .пробы высота заполненной восходящей ветви не менее 150 мм.

Усадка. Под усадкой понимают свойство сплавов уменьшать свой объем при затвердевании и охлаждении. Соответственно уменьшение линейных размеров отливки по сравнению с размерами формы называется линейной усадкой.

Объемные превращения стали в твердом состоянии проходят в три этапа: усадка до перлитного превращения (ед.п), протекающая от конца затвердевания до эвтектоидного превращения, расширение в интервале эвтектоидного превращения (—Ev_a) и усадка (еп.п) после перлитного превращения, протекающая от конца эвтектоидного превращения до полного охлаждения отливки.

Усадка серого чугуна отличается тем, что перед до-перлитной усадкой развивается предусадочное расширение.

Однако в реальных условиях изготовления отливок наблюдается торможение усадки выступающими частями формы и стержнями. Такую усадку называют литейной и определяют в процентах по отношению к первоначальным линейным размерам полости формы. Значения ее колеблются в больших пределах (табл. 7).
 

При охлаждении залитого в форму металла объем его изменяется. Серый чугун кристаллизуется с увеличением объема, а сталь, белый чугун, чистое железо кристаллизуются с уменьшением объема. За весь период охлаждения залитого в форму металла объем его уменьшится.
 

Это уменьшение объема называется объемной усадкой, которая примерно равна утроенной линейной усадке.

Развитие объемной усадки приводит к образованию усадочной раковины, представляющей собой полость, заполненную газом.

Усадочные раковины могут быть открытыми или закрытыми, сосредоточенными или рассеянными или, наконец, они могут быть выражены макро- или микропористостью.

Увеличению относительного объема усадочной раковины способствует повышение температуры заливаемого металла или скорости заливки.

Наличие усадочных раковин в отливках снижает их качество. Для получения плотных отливок применяют прибыль, представляющую собой технологический прилив к отливке, где при кристаллизации сосредоточивается усадочная раковина.
 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..