5.5 Содержание отчета

Отчет должен содержать: название и цель работы, краткие теоретические сведения, эскиз испытуемого образца, ход работы и результаты эксперимента в виде таблицы 5.1, диаграмму растяжения (см. рисунки 5.2 и 5.3), расчеты характеристик прочности и пластичности, график изменения показателей механических свойств в зависимости от содержания углерода в стали, выводы о зависимости между механическими свойствами и содержанием углерода в стали.

6 Лабораторная работа № 4 усадочные явления в слитках и изучение способов их регулирования

6.1 Цель работы

Путем сравнительного анализа моделей металлических слитков, полученных в изложницах различной конструкции, установить форму и размеры усадочной раковины в слитках.

6.2 Теоретические сведения

Переход металла из жидкого состояния в твердое сопровождается уменьшением объема. Тепло от кристаллизующегося слитка отводится через стенки изложницы, и поэтому затвердевание жидкой стали начинается у ее стенок. Толщина затвердевшего слоя непрерывно возрастает в направлении к центру слитка. При этом одновременно выделяются газы вследствие уменьшения их растворимости в стали. В результате указанных процессов в слитке спокойной стали образуется полость, не заполненная металлом, которая называется усадочной раковиной. В обычных условиях объем усадочной раковины и рыхлости при затвердевании стального слитка составляет 3,0…3,5%. Структура слитка спокойной стали, выявленная травлением его продольного осевого разреза, представлена на рис. 6.1.

1 – мелкозернистая корка; 2 – зона вытянутых зерен;

3 – зона равноосных кристаллов; 4 – прибыльная часть;

5 – усадочная раковина; 6 – донная часть слитка

Рисунок 6.1 – Структура слитка

Форма и размеры усадочной раковины находятся в зависимости от условий затвердевания и конфигурации изложницы. Важнейшими факторами являются форма и размеры изложницы, температура заливки стали, масса слитка, теплоотвод от слитка к изложнице. Величину усадки, определяемую природой стали, уменьшить нельзя. Поэтому, чтобы свести к минимуму усадочную раковину, ее концентрируют в верхней части слитка и стремятся уменьшить глубину проникновения в слиток. Для этого на практике обычно прибегают к следующим мерам, обеспечивающим более позднее затвердевание верхней части слитка по сравнению с остальным его объемом.

1 Спокойную сталь разливают в изложницы, уширяющиеся кверху. Большее сечение верха изложницы и большая масса жидкого металла в верхней части слитка обеспечивают замедленное его охлаждение.

2 На изложницы устанавливают прибыльные надставки.

3 После наполнения изложницы поверхность жидкого металла в прибыльной надставке засыпают теплоизолирующими и разогревающими смесями.

В данной лабораторной работе в качестве моделей стальных слитков рассматриваются слитки из парафина, полученные в изложницах различной конструкции. Это вещество имеет близкое со сталью относительное изменение удельного объема при переходе из жидкого состояния в твердое, что позволяет в лабораторных условиях изучить влияние различных факторов на форму и размеры усадочной раковины.