- •Введение
- •Жаропрочные сплавы
- •Принцип синтеза жаропрочных сплавов. Принципы легирования. Классификация легирующих элементов. Обоснование вакуумной плавки.
- •Основы вакуумной металлургии. Понятие вакуума.
- •Общие характеристики вакуумных насосов
- •Классификация вакуумных насосов
- •2.2.2.1 Механические насосы
- •Механические насосы с масленым уплотнением
- •Двухроторные
- •Турбомолекулярные насосы
- •Пароструйный насос
- •Диффузионные насосы
- •Бустерный насос
- •2.2.2.2.3. Эжекторный насос
- •Водяной пароэжекторный насос
- •Сорбционные насосы
- •2.2.2.3.1. Геттерные насосы (хемосорбция)
- •Способы измерения вакуума
- •Абсолютные вакуумметры
- •2.2.3.1.1. Деформационным маномерам
- •2.2.3.1.2. Жидкостные манометры
- •2.2.3.1.3. Компрессионный маномер Мак Леода
- •Косвенные вакуумметры
- •Тепловые вакуумметры
- •Ионизационные вакуумметры
- •Контроль герметичности вакуумных систем
- •Вакуумметрический метод
- •Метод опрессовки
- •Метод электрического разряда
- •Масс-спектрометрический метод
- •Галогенный метод
- •2.3.1.3. Контроль качества пшз
- •2.3.1.3.1. Реализация методики в анализаторе изображения Thixomet
- •2.3.2. Технология получения точнолитых изделий
- •2.3.2.1. Равноосное литье
- •2.3.2.2. Направленное затвердевание
- •Общие закономерности формирования направленной структуры при высокоградиентной направленной кристаллизации жаропрочных сплавов
- •2.3.2.3. Монокристаллическое литье
- •2.3.2.4. Контроль качества при разных методах литья
- •2.3.2.4.1. Макроструктура жаропрочных сплавов
- •2.3.2.4.2. Микроструктура жаропрочных сплавов
- •2.3.2.4.3. Дефекты заготовок
- •2.3.2.4.4. Технический контроль лопаток
- •2.3.2.5. Сравнительная способность лопаточных сплавов к работе при высокой температуре
- •Дисперсно- упрочненные сплавы
- •Полутвёрдые материалы
- •История развития технологии.
- •Классификация методов обработки сплавов в полутвердом состоянии
- •4.2.1. Трехступенчатые процессы
- •4.2.1.1. Подготовка полупродукта
- •4.2.1.1.1. Механическое перемешивание
- •4.2.1.1.2. Магнитогидродинамическое перемешивание
- •4.2.1.1.3. Метод пластической деформации (метод simAберд)
- •4.2.1.1.4. Перестаривание и частичное расплавление
- •4.2.1.1.5. Производство полупродукта одним слитком (метод ssp)
- •4.2.1.1.6. Метод модифицирования
- •4.2.1.1.7. Технология нового реолитья (нрл).
- •4.2.1.1.9. Методы dmdsrc и mdtrc
- •4.2.1.1.10. Метод - Metal Solid Freeform Fabrication
- •4.2.1.1.11.Порошковое тиксолитье
- •4.2.1.1.12.Метод получения тиксотропной структуры под действием ультразвука
- •4.2.1.2. Повторный нагрев
- •4.2.1.3. Формовка сплавов в полутвердом состоянии
- •4.2.2. Двухступенчатая технология.
- •4.2.2.1. Тиксомолдинг
- •4.2.2.2. Новое реолитье под давлением
- •4.2.2.3. Технология прямого формования металлической жидкотвердой кашеобразной смеси (пфмжкс).
- •4.2.2.4. Технология нового полутвердого литья (New Semi-Solid Casting)
- •4.2.2.5. Новая mit- технология и технология полутвердого реолитья
- •4.3 Физико-химический анализ
- •4.3.1. Реологические свойства жидко-твердых металлических кашеобразных смесей.
- •4.3.2. Эволюция структуры сплавов при их обработке в полутвердом состоянии
- •4.3.3.1. Эволюция микроструктуры полупродукта
- •4.3.3.2. Эволюция структуры тиксотропного материала
- •4.3.4. Оценка структуры сплавов в полутвердом состоянии
- •4.3.4.1. Оценка микроструктуры полупродукта
- •4.3.4.1.1. Традиционный фактор формы
- •4.3.4.1.2. Фактор компактности
- •4.3.4.1.3. Индекс качества Реолитья (икр)
- •4.3.4.1.4. Средний диаметр фрагментированных дендритов
- •4.3.4.2. Оценка микроструктуры тиксотропного материала
- •4.3.3. Прогнозирование составов сплавов для их обработки в полутвердом состоянии
- •4.3.3.1. Дифференциально-сканирующая калориметрия
- •4.3.3.2. Параметры для выбора состава
- •4.4. Достоинства технологии осптс
- •5.Металлургическая экспертиза
- •5.1 Инструменты и методы
- •5.2 Разработка количественных методов оценки структуры
- •5.2.1 Методика количественной оценки микроструктурной полосчатости
- •Разработка эталонных шкал для визуальной оценки структурной полосчатости трубных сталей.
- •0 Балл
- •2 Балл
- •Анализ стереологических параметров для оценки полосчатости структур
- •Дерево решений для назначения балла.
- •Подготовка образцов к исследованиям
- •Погрешность измерений
- •Метод количественной оценки анизотропии структуры
- •Методика количественной оценки бейнита реечной морфологии
- •Методика количественной оценки ликвационной полосы
- •Разработка методики количественной оценки загрязненности низколегированных трубных сталей неметаллическими включениями.
- •Разделение включений по типам.
- •Градуировочные кривые для назначения балла
- •Подготовка образцов к измерениям
- •5.5. Примеры практического использования
- •5.5.1. Материалы и методика
- •5.5.2. Неметаллические включения и природа дефектов холоднокатаного листа
- •5.5.5.1. Дефект «плена»
- •5.5.3. Высокопрочные судостроительные стали.
- •5.5.4. Электротехнические марки стали.
- •5.5.5. Природа дефектов горячекатаного листа из трубных марок стали.
- •5.5.4.1. Дефекты имеющие сталеплавильную природу
- •5.5.4.1.1. Дефект «раскатанная трещина».
- •5.5.4.1.2. Дефект «плена»
- •5.5.4.1.3. Дефект «слиточная рванина».
- •5.5.4.1.4. Дефект «внутренние расслоения».
- •5.5.4.2. Дефекты, образовавшиеся на этапе прокатного производства
- •5.5.4.2.1. Дефект «волосовина»
- •5.5.4.2.2. Дефект «прикромочная трещина»
- •5.5.4.2.3. Дефект «прокатная плена».
- •5.5.4.2.4. Дефект «закат» из_за глубоких следов зачистки.
- •5.5.4.3. Критерии идентификации брака
- •Список литературы
4.2.1.1.12.Метод получения тиксотропной структуры под действием ультразвука
. Обработка сплавов Al- 13%Si и Al- 17%Si в полутвердом состоянии с использованием ультразвука позволила изменить морфологию альфа фазы и грубой эвтектики. В структуре сплавов Al- 13%Si и Al- 17%Si первичные кристаллы кремния играют роль упрочняющей фазы увеличивающей прочностные характеристики и износостойкость конечного изделия. Ультразвук способствовал огранению первичных кристаллов эвтектического кремния, разбиванию их кластеров и равномерному распределению в структуре сплава.
Известно, что кристаллы кремния, в междендритном пространстве, являются концентраторами напряжений в структуре и местом зарождения микротрещин. Кластеры кристаллов кремния играют роль стопоров для развивающейся трещины, но в равноосной или глобулярной структуре полученного полупродукта, этого негативного воздействия удается избежать. Такой метод реолитья может быть в дальнейшем применен для получения материалов похожих на эндогенные композиты, и стать одним из вариантов комполитья.
4.2.1.2. Повторный нагрев
Структура полупродукта, сформированная после реолитья, еще не имеет тиксотропной структуры, и не пригодна для тиксоформовки. Для сфероидизации фрагментированных дендритов, полупродукт подвергают повторному нагреву.
В настоящее время для нагрева заготовки до полутвердого состояния используется в основном индукционный нагрев, который хорошо контролируется и обеспечивает необходимую скорость нагрева. Обычно процесс повторного нагрева проводят при доле твердой фазы в заготовке от 40 до 60%. Чтобы сохранить такое соотношение жидкость- твердое в заготовке, сплав должен иметь минимальную чувствительность доли жидкости (твердого) от температуры в указанном диапазоне твердой фазы. После операции повторного нагрева заготовка сохраняет форму, поэтому может быть легко извлечена из индуктора и помещена в камеру прессования. Структура заготовки разрушается только под действием срезывающих напряжений в процессе принудительного заполнения формы, при этом образуется высокопластичная твердо-жидкая кашеобразная металлическая смесь, показывающая при определенных условиях сдвиговый тиксотропный переход.
4.2.1.3. Формовка сплавов в полутвердом состоянии
Наиболее распространенным методом формообразования является тиксолитье. Процесс тиксолитье осуществляется в течение нескольких десятых долей секунды. Течение материала начинается с контакта подвижной части штампа и нагретой заготовки. Тиксотропная природа заготовки позволяет металлу заполнять полости формы под действием очень небольшого давления. Только в конце хода пресса давление увеличивается до выбранного уровня для окончательного заполнения формы и уплотнения детали. Время пребывания под давлением зависит от сплава и размеров детали и обычно составляет несколько секунд, поскольку при высоком давлении теплоотвод в форму очень высок. После завершения цикла штамповки, штампы размыкаются, и извлекается уже готовое изделие.
Системы штамповки в настоящее время полностью автоматизированы и производят детали весом от 20 г до 13,6 кг при производительности от 120 до 360 деталей в час в основном в формах с одной полостью. Двухходовые прессы оснащены многополостными формами и обладают повышенной производительностью.
Штамповочные прессы могут быть различными, но необходимо иметь возможность контролировать скорость прессования и давление, если пресс используется для полутвердой формовки разных деталей. В зависимости от размера детали ее геометрии и состава сплава прессование может осуществляться с горячей или холодной камерой прессования для управления скоростью кристаллизации металла и, соответственно, его структуры. Скорости прессования могут изменяться от нескольких десятков миллиметров в секунду до 1270 мм/с, а давление может меняться от нескольких сотен Па до 140 МПа и больше.
Закрытые формы для штампов, используемых для алюминиевых сплавов, обычно изготавливают из инструментальных сталей, закаленных и доведенных до твердости 45-48 HRC. Полости в формах создаются электродуговой резкой. Допуски и посадки практически те же, что и для штампов литья под давлением. Иногда применяется полирование для улучшения течения металла и качества поверхности, а также облегчения извлечения детали. Качество формовочных инструментов важно для получения хорошего результата.