9. Криссталлизация расплава и формирование литой структуры.

Кристаллизация расплавов в литейной форме определяется скоростью протекания 2-х процессов:

1. Скоростью роста центров кристаллов;

2. Скоростью роста самих кристаллов.

Соотношение этих скоростей зависит от скорости охлаждения расплава. Если она высока, то кол-во зародышей кристаллов растёт быстрее ,чем их размеры. Скорость кристаллизации расплава в литейной форме неравномерна. Она maх у стенок литейной формы и min в центральной части отливки. После образования твёрдой корки скорость теплопередачи от расплава к литейной форме уменьшается, т. К. успевает прогреться поверхностный слой литейной формы. Скорость кристаллизации внутри слоёв отливки замедляется т.О. кристаллизация идёт от пов-ти литейной формы к центру отливки. У пов-ти отливки зёрна или кристаллы мелкие и не имеют определённой ориентации кристаллографических осей. Размеры зёрен последующих слоёв увеличиваются и в некоторых зонах приобретают определённую форму под влиянием теплового потока.

I- мелкозернистая зона равноосных зёрен;

II-зёрна игольчатой формы, оси которых ориентированы по направлению теплового потока.

Не ориентированы крупные зёрна.

С уменьшением зёрен прочность всегда повышается СЧ 20 ( )

С увеличением толщины стенок отливок прочность сплава всегда уменьшается, поэтому при проектировании отливок с целью рационального использования механических свойств сплава толщину стенок необходимо назначать min возможно тонкой. Такая возможность ограничивается жидкотекучестью.

10. Сравнительный анализ хош, гош и пгош.

НГШ является простым компромиссом между преимуществами и недостатками ГОШ ХОШ.

При ГОШ сопротивление пластической деформации всех сплавов уменьшается в 10…15 раз. При этом пластичность сплава повышается практически до 100%. Однако, горячая деформация сопровождается интенсивным окалинообразованием и возникновением так называемого дефектного слоя на поверхности исходных заготовок. Его толщина колеблется от 0,5 до 1,5 мм,в зависимости от химического состава сплава и способа нагрева. Это требует увеличения припусков на механ. обработку. Наряду с этим, температурный фактор приводит к усадке и вследствие этого к искажению формы заготовки. Для их компенсации также увеличивают припуски и допуски.

ГОШ как правило выполняется в открытых штампах, при этом затраты на облой составляют 8…22%, в результате КИМ≤ 72…75%.

ХОШ выполняется с протеканием в сплавах деформационным упрочнением, т. к. отсутствует температурная усадка, то точность размеров (диаметральных) соответствует 8-9 квт, а высотных на 3-5 грубее. Последующая механ. обработка сводится в основном к шлифованию. ХОШ выполняется в закрытых штампах без облоя. Заготовки ассиметричны. ХОШ деформирует стали у которых %С≤ 0,45,при

Для сохранения преимуществ как ХОШ так и ГОШ применяют НГШ.

НГШ для большинства сталей выполняется в температурном интервале 550… С. Верхняя граница штампа ограничена возникновением окалинообразованием и дефектного слоя. Толщина окалины при такой температуре , как и глубина дефектного слоя не превышает 0,05 мм. Обработка стали в указанном температурном интервале сопровождается некоторой величиной (до 15…20%) упрочнения.

Деформирование сталей при температуре НГД уменьшает их прочность в 1,5…2 раза. При этом повышается до 70…80% их пластичность.

НГД сопровождается линейной усадкой не превышает 0,6…0,8%, т. к. линейная усадка не велика, а величина деформированного слоя ничтожна мала, то припуски на механ. обработку в 5…6 раз меньше аналогичных припусков при ГОШ.

Диаграмма пластичности Стали 45 при неполной горячей деформации.

Сравнительные показатели ГОШ, ХОШ, НГОШ

Параметры	ГОШ	ХОШ	НГОШ
Точность размеров, квт	14-16	8-12	9-12
Шероховатость	мкм
Стали	любые	С%≤0.45	∑ легир≤15%
Удельные силы	R≤1000МПа	R≤2000МПа	R≤1500…1200МПа
Масса поковок	До 100-150 кг	До 2…3 кг	До 8…10 кг
Энергоёмкость кВт/кг	60	48	44

НГОШ, как и ХОШ выполняются в закрытых штампах и выдавливанием без облоя. При изготовлении поковок НГОШ достигается следующими показателями:

КВГ≈0,9…0,98

КВТ≈0,85…0,95

КИМ≈0,95…0,9

При реализации тех. процессов необходимо обеспечивать стабильность или постоянство условий, это приводит к необходимости встраивания в штампы специальных нагревательных элементов. Для сталей температура штампов должна быть ≈400°С.