Литейные сплавы. Для производства отливок используются сплавы черных металлов: серые, высокопрочные, ковкие и другие виды чугунов; углеродистые и легированные стали; сплавы

Для производства отливок используются сплавы черных металлов: серые, высокопрочные, ковкие и другие виды чугунов; углеродистые и легированные стали; сплавы цветных металлов; медные (бронзы и латуни), цинковые, алюминиевые и магниевые сплавы; сплавы тугоплавких металлов: титановые, молибденовые, вольфрамовые и др.

В отливках в результате неравномерного затвердевания тонких и толстых частей и торможения усадки формой при охлажде­нии возникают внутренние напряжения. Эти напряжения тем выше, чем меньше податливость формы и стержней. Если величина внутрен­них напряжений превзойдет предел прочности литейного сплава в данном участке отливки, то в теле ее образуются горячие или хо­лодные трещины. Если литейный сплав имеет достаточную прочность и пластичность и способен противостоять действию возникающих напряжений, искажается геометрическая форма отливки.

Горячие трещины в отливках возникают в процессе кристалли­зации и усадки металла при переходе из жидкого состояния в твердое при температуре близкой к температуре солидуса. Горячие трещины проходят по границам кристаллов и имеют окисленную поверхность. Склонность сплавов к образованию горячих трещин увеличивается при наличии неметаллических включений, газов (водорода, кисло­рода), серы и других примесей. Кроме того, образование горячих трещин вызывают резкие переходы от тонкой части отливки к толстой, острые углы, выступающие части и т. д. Высокая температура за­ливки способствует увеличению зерна металлической структуры и увеличению перепада температур в отдельных частях отливки, что повышает вероятность образования трещин.

Для предупреждения возникновения горячих трещин в отливках необходимо создавать условия, способствующие формированию мел­козернистой структуры; обеспечивать одновременное охлаждение тонких и толстых частей отливок; увеличивать податливость литей­ных форм; по возможности снижать температуру заливки сплава и т. д.

Холодные трещины возникают в области упругих деформаций, когда сплав полностью затвердел. Тонкие части отливки охлаж­даются и сокращаются быстрее, чем толстые. В результате в отливке образуются напряжения, которые и вызывают появление трещин. Холодные трещины чаще всего образуются в тонкостенных отливках сложной конфигурации и тем больше, чем выше упругие свойства сплава, чем значительнее его усадка при пониженных температурах и чем ниже его теплопроводность. Опасность образования холодных трещин в отливках усиливается наличием в сплаве вредных приме­сей (например, фосфора в сталях). Для предупреждения образования в отливках холодных трещин необходимо обеспечивать равномерное охлаждение отливок во всех сечениях путем использования холо­дильников; применять сплавы для отливок с высокой пластичностью; проводить отжиг отливок и т. п.

Коробление — изменение формы и размеров отливки под влия­нием внутренних напряжений, возникающих при охлаждении. Коробление увеличивается при усложнении конфигурации отливки и повышении скорости охлаждения, которая вызывает неравномерное охлаждение между отдельными частями отливки и различную усадку. Коробление отливки может быть также вызвано сопротивлением формы усадке отдельных частей отливки. Для предупреждения ко­роблений в отливках необходимо увеличивать податливость формы; создавать рациональную конструкцию отливки и т. д.

В расплавленном состоянии металлы и сплавы способны активно поглощать значительное количество водорода, кислорода, азота и других газов из оксидов и влаги исходных шихтовых мате­риалов при их плавке, сгорании топлива, из окружающей среды, при заливке металла в форму и т.д.

В жидких металлах и сплавах растворимость газов с увеличе­нием температуры повышается. При избыточном содержании газов они выделяются из расплава в виде газовых пузырей, которые могут всплыть на поверхность или остаться в отливке, образуя газовые раковины, пористость или неметаллические включения, снижающие механические свойства и герметичность отливок. При заливке рас­плавленного металла движущийся расплав может захватывать воз­дух в литниковой системе, засасывать его через газопроницаемые стенки каналов литниковой системы. Кроме того, газы могут прони­кать в металл из формы при испарении влаги, находящейся в фор­мовочной смеси, при химических реакциях на поверхности металл— форма и т. д.

Для уменьшения газовых раковин и пористости в отливках плавку следует вести под слоем флюса, в среде защитных газов с использо­ванием хорошо просушенных шихтовых материалов. Кроме того, перед заливкой расплавленный металл необходимо подвергать дега­зации вакуумированием, продувкой инертными газами и другими способами, а также увеличивать газопроницаемость литейных форм и стержней, снижать влажность формовочной смеси, подсушивать формы и т. д.

Дата добавления: 2014-10-08; просмотров: 364; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!