4. В чем причины возникновения внутренних напряжений в чугунных отливках ? Каковы их возможные последствия ? Можно ли их предупредить и как ?
Усадочные напряжения- приводят к горячим трещинам, чтобы предупредить нужно формы сделать податливой, увеличить радиус галтелей, сделать тонкие ребра
Термические напряжения - приводят к холодным трещинам, их нельзя рано выбивать, применять разные смеси в разных сечениях отливки, ставить холодильники.
Пластины графита с острыми краями уменьшают живое сечение металлической матрицы и, главное, являются внутренними концентраторами напряжений, способствующими зарождению и развитию трещин. Коэффициент концентраций растягивающих напряжений около пластин графита достигает 7,5. Пластины графита сильно снижают прочность и пластичность чугуна при растяжении. Относительное удлинение серых чугунов с пластинчатым графитом, как правило, не превышает 0,5–1,0 % и стандартом не гарантируется. На прочность при сжатии включения графита влияют значительно слабее, поэтому чугун особенно выгодно использовать для изготовления деталей, работающих на сжатие
Наличие большого количества внутренних концентраторов напряжений в виде пластин графита делает серый чугун малочувствительным к внешним концентраторам напряжений: резким переходам между сечениями отливки, надрезам, выточкам, царапинам и другим неровностям поверхности отливки.
закалка и низкий отпуск. Температура закалки 850–900 °С; время выдержки зависит от размеров отливки и исходной структуры металлической основы и составляет 0,5–3 ч; охлаждение в масле, обеспечивающее получение мартенситной структуры. Низкий отпуск проводят для снятия внутренних напряжений при температуре 250–380 °С;
изотермическая закалка по сравнению с обычной исключает возможность образования закалочных трещин и коробления, снижает внутренние термические напряжения и обеспечивает более высокий комплекс прочностных свойств
Экзаменационный билет № 12
Классификация отливок из конструкционных сталей. Требования, предъявляемые к отливкам различного назначения.
2. Хладостойкие стали. Требования к сталям. Особенности технологии изготовления отливок из этих сталей.
3. Плавка чугуна в тигельных и канальных индукционных печах. Металлургические процессы и технология плавки в тигельных индукционных печах. Условия тигельной реакции.
Нагрев жидкого металла в канальных печах до заданной температуры производится в индукционных единицах печи. Работа индукционной единицы построена на принципе трансформатора, где первичной обмоткой являются витки катушки индуктора, а вторичной – короткозамкнутый виток расплавленного металла а канале. Токи, индуктируемые в витке металла, нагревают его и создают условия для перемешивания жидкого металла в канале и в ванне печи.
Условное обозначение индукционных канальных печей, например ИЧКМ-25М1 ( И-индукционный метод нагрева, Ч-предназначена для перегрева чугуна, К-канального типа, буква М или Р раскрывает основное применение печи либо в качестве миксера (М), либо в качестве раздаточной печи (Р), цифра обозначает полезную емкость печи. Основным недостатком канальных печей является необходимость постоянного наличия в печи определенной порции расплава (болота) и, как следствие, трудности при переходе с одной марки чугуна на другую, громоздкость печи и относительно слабое перемешивание расплава.
Металлургические процессы и технология плавки в тигельных индукционных печах: Массовая доля углерода и кремния в чугуне достаточно высока, поэтому преобладающей тигельной реакцией в печах с кислой футеровкой является реакция:
(SiO2) + 2[C] <->[Si] + 2{CO}
Перегрев металла в печи с кислой футеровкой выше равновесных температур может привести к нежелательной интенсификации реакции, повышенному износу футеровки и быстрому выходу печи из строя.
Технологический процесс плавки чугуна в индукционной печи:
Загрузка, нагрев и расплавление шихты;
Перегрев, науглероживание и доведение химсостава до заданного;
Термовременная обработка расплава.