Дефекти структури відливок

Зниження фізико-механічних і експлуатаційних властивостей в окремих частинах відливок відбувається в результаті дефектів утвореної структури металу. До дефектів структури відносяться: дендритна (внутрішньокристалітна) і зональна ліквація; макро- і мікросегрегація, нерівномірний розподіл неметалічних включень.

Ліквація ― неоднорідність хімічного складу, що виникає при кристалізації і не приводить до утворення нової фази. Ліквація усередині кристала (внутрішньокристалітна чи дендритна) збільшується зі зростанням різниці температур між солідусом і ліквідусом. Зональна ліквація – хімічна неоднорідність, що утворюється в різних частинах відливки, характерна для складнолегованих сплавів (25Х23Н7СЛ, 300Х28ФТ, Х15Н9Ю і т. п.).

Зі збільшенням швидкості охолодження і скороченням інтервалу кристалізації зональна ліквація помітно знижується. Вона погіршує експлуатаційні характеристики деталей, що працюють при високих температурах.

Сегрегація ― відділення однієї фази від іншої, унаслідок спливання або осадження часток ― виборчої кристалізації.

Необхідно прагнути, щоб макросегрегація, яка приводить до високої концентрації напруг, пористості, усадочним порожнечам, переходила в мікросегрегацію. Досягається це підтримкою високого температурного градієнта при затвердінні відливки.

Неметалічні включення ― неметалічні макро- і мікрочастинки, що входять у структуру металів і їхніх сплавів, являють собою головним чином окисли, сірчисті і нітратні з’єднання. Для рівномірного розподілу неметалічних включень по обсязі відливки необхідно обмежити конвекційні потоки.

НЕВІДПОВІДНІСТЬ РОЗМІРІВ І КОНФІГУРАЦІЇ ВІДЛИВКИ КРЕСЛЕННЮ

Недоливи ― частини відливок, отвори чи щілини, не передбачені кресленням. Причини їхнього утворення:

• занадто тонкі стінки;

• відхід металу з форми в ділянку зі слабко утрамбованою сумішшю або по розніманню форми;

• недостатня кількість металу в ковші при неправильному підрахунку маси відливки і ливникової системи чи помилці заливальників;

• перерви струменя під час заливання, недостатня підпресовка;

• неправильне розташування і недостатні розміри елементів ливникової системи;

• велика вологість форми при заливанні по-сирому;

• низька температура заливання;

• холодна форма при відливці в кокіль чи сухі підігріті форми.

Перекіс — зрушення однієї частини відливки щодо іншої, зрушення порожнин і отворів щодо зовнішнього контуру відливки. Причини перекосу:

• знос сполучних шипів і втулок у модельних комплектах, зрушення моделі на плиті;

• незадовільний стан вузлів спарювання опок;

• зрушення половинок форми під час зборки, кріплення;

• слабке кріплення стрижнів у знаках і жеребейками, великий зазор між знаком стрижня і поглибленням у формі, недостатня міцність жеребейок;

• несправність механізмів і вузлів спарювання половинок металевої форми.

Затоки — різні по величині і формі ребра, виступи і припливи на тілі відливки, не передбачені кресленням, у місцях рознімання форми. Уздовж стрижневих знаків і в інших місцях відливки. Причини їхнього утворення:

• скривлення модельних плит, невідповідність розмірів знаків стрижнів і знаків форми;

• часткова поломка форми або стрижня при виїмці форми внаслідок недостатнього ухилу на моделях;

• слабке ущільнення форми і часткове її руйнування при заливанні;

• надмірно волога, тепла і неміцна формувальна суміш;

• короблення металевих напівформ;

• недостатня твердість опок.

Короблення — невідповідність конфігурації відливки кресленню через її вигин у цілому чи частково. Причини короблення:

• велика різниця в товщині окремих частин відливки;

• відсутність холодильників у масивних частинах відливки;

• погана піддатливість форм і стрижнів, гальмування усадки стрижнями;

• внутрішні термічні напруги від нерівномірного остигання і скорочення різних по товщині частин відливки;

• рання вибивка відливок з форм;

• швидке нагрівання при термічній обробці, неправильне укладання відливок у піч із провисанням окремих частин, занадто щільне укладання, що заважає нормальному розширенню відливок при нагріванні.

Перекручування розмірів — загальне чи місцеве збільшення чи зменшення обсягу (маси) відливки, а також відступу в розмірах відливки від креслення в результаті:

• неправильно заданої усадки;

• неправильних припусків на обробку, помилок у розмірах моделі, перекручування розмірів модельних комплектів унаслідок зношеності;

• порушення розмірів моделі при виїмці з форми;

• недбалої зборки форм, поганого кріплення стрижнів у знаках і жеребейками, недостатнього кріплення і завантаження форм;

• сильно окисної атмосфери при термообробці, коли утвориться товстий шар окалини.

Невідповідність хімічного складу відливок вимогам стандартів або технічних умов унаслідок некондиційних шихтових матеріалів, вологої шихти, недотримання технологічного режиму виплавки, поганого розкислення, помилок у розрахунку шихти й в аналізах по ходу плавки.

Невідповідність механічних властивостей матеріалу відливок вимогам технічних умов, викликана підвищеним вмістом шкідливих домішок, розчинених газів, поганим розкисленням металу, неправильною температурою заливання.

Невідповідність фізичних властивостей відливки вимогам стандартів або технічних умов — грубозерниста чи стовпчаста структура, наявність водневих плям. Причини виникнення:

• занадто мала швидкість затвердіння відливки у формі;

• надмірно висока температура заливання металу у форму;

• загазований метал через порушення режимів плавки і розливання;

• погане перемішування металу при кристалізації;

• недостатнє харчування відливки в період кристалізації;

• неправильний режим термічної обробки.

Практичне заняття №7. Ознайомлення з фінішною

обробкою відливок.

ТЕМА: Охорона природи та навколишньо­го середовища.

МЕТА:

- дидактична

- виховна розвивати інтерес до майбутньої професії, прививати культуру технічного мовлення і мислення.

Література:

• Емельянова А. П. Технология литейной формы. - М.: Машиностроение, 1986. 224 с.

Титов Н. Д., Степанов Ю. А. Технология литейного производства. - М: Машиностроение. 1985. 400 с.

ТЕМА: Заходи, які забезпечують безпечні умови праці.

МЕТА:

- дидактична ознайомитись з заходами для забезпечення безпечних умов праці у ливарному виробництві

- виховна розвивати інтерес до майбутньої професії, прививати культуру технічного мовлення і мислення.

Література:

• Сосненко М.Н., Святкин Б.К. Общая технология литейного производства. - М.: Высш. школа. 1975. 372 с.