4. Воспроизведите трансформацию структуры отливки из белого чугуна в структуру отливки из ковкого чугуна.
Ковкий чугун получают отжигом белого доэвтектического чугуна.
Черносердечный ковкий чугун
Производство отливок из ковкого чугуна основано на отжиге отливок в нейтральной(кварцевый песок или соляная ванна) или окислительной среде с целью разложения цементита на железо и углерод отжига (графитизация). После отжига в ней-тральной среде углерод отжига придает излому отливки черный бархатный цвет. Такой чугун на-зывают черносердечным ковким чугуном. Черносердечный чугун можно получать с феррит-ной или перлитной металлической матрицей. До отжига излом отливок должен быть белым.
Белосердечный ковкий чугун
После отжига отливок из белого чугуна в окислительной среде (железной руде) они имеют белый цвет в изломе. Такой чугун называется белосердечным ковким чугуном. В белосердечном ковком чугуне во время томления в окислительной среде происходит выжигание углерода с поверхности с небольшой скоростью. Отливки из белосердечного чугуна по этой причине уступают по экономичности отжигу отливок из черносердечного ковкого чугуна; В настоящее время производятся отливки только из черносердечного ковкого чугуна.
Стадии графитизирующего отжига
Первая стадия (950...1050 °С) подбирается по длительности такой, чтобы весь цементит, находящийся в структуре отливки, распался на аустенит и хлопьевидный графит. На второй стадии графитизирущего отжига при температуре эвтектоидного превращения формируется металлическая основа ковкого чугуна. В зависимости от режимов охлаждения ковкие чугуны могут иметь перлитную (непрерывное охлаждение), ферритную (очень медленное охлаждение в интервале 760...720 °С или изотермическая выдержка при 720...700 °С) или ферритно-перлитную (сокращение продолжительности второй стадии отжига) металлические основы.
Экзаменационный билет № 16
1. Усадочные процессы. Формирование усадочных раковин и пор в стальных отливках.
Усадка – совокупность явлений, приводящих к сокращению объема и линейных размеров сплава, залитого в форму, при его затвердевании и охлаждении.
- объемная усадка: εν=[Vф-Vо/Vо]*100%;
- линейная усадка: ε=[lф-lо/lо]*100%
- литейная усадка: ε=[lмод-lо/lо]*100%
У сталей общая объемная усадка (в жидком состоянии и при затвердевании) в зависимости от хим.состава достигает 4-7%. При производстве отливок она проявляется в виде усадочных раковин и пор. Чем крупнее отливка и больше ее толщина, тем больших размеров формируется усадочная раковина, а также протяженнее становится зона усадочной пористости (усадочная пористость частично может допускаться). Процесс компенсации объемной усадки сплава при литье называется питанием отливки. Источником питания является прибыль.
Факторы, влияющие на литейную усадку: хим.состав (углеродный эквивалент), толщина отливки (скорость охлаждения), материал и твердость литейной формы.
Литейная усадка отличается от линейной тем, что она зависит не только от свойств и состояния стали, но и от конструкции отливки и формы, толщины стенки отливки и типа формы.
В результате литейной усадки в отливках образуются усадочные раковины и поры, следовательно, при нагружении отливки могут возникнуть напряжения и трещины. Для предотвращения трещин используют более податливые формы.
Причины появления усадочных полостей:
Изменение объема залитого в форму металла в условиях перепада температур по сечению отливки
Разница в коэффициентах термического сжатия в жидком и твердом состоянии
Усадочные раковины образуются при кристаллизации чистых металлов или сплавов эвтектического состава.
Усадочная пористость – это дефект в виде мелких пор, образовавшихся в отливке в результате усадки стали в процессе ее затвердевания при недостаточном питании отливки. УП образуется при кристаллизации сплавов с большим интервалом кристаллизации. Устранение усадочной пористости более сложно, чем усадочных раковин.
Приемы устранения пористости:
прибыль должна застывать в последнюю очередь
металл нужно подводить в тепловые узлы
использование холодильников.