- •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
4.3 Физико-химический анализ
4.3.1. Реологические свойства жидко-твердых металлических кашеобразных смесей.
Сплавы в полутвердом состоянии представляют собой жидко- твердые кашеобразные металлические смеси, структура которых состоит из твердых глобулярных частиц первичной фазы, окруженных жидкой эвтектической матрицей. Если к такой жидко-твердой металлической смеси приложить срезающее воздействие, то вязкость смеси значительно снижается, и при дальнейшем увеличении скорости срезающего воздействия вязкость достигает значений сравнимых с вязкостью жидкостей. Свободное перемещение твердых частиц в жидкой матрице полутвердой смеси называют реотечением. Реотечение достигается разрушением связей между твердыми частицами в результате приложения срезающего воздействия.
Реология жидко-твердых материалов сильно зависит от объемной доли, формы и степени агрегации твердых частиц.
Жидко- твердые металлические смеси разделяют на две группы, жидкоподобные и твердоподобные. Основным различием между ними является то, что жидкоподобные смеси содержат распределенные твердые частицы и ведут себя под внешним воздействием как жидкость, в то время как твердоподобные смеси содержат объединенную твердую фазу и ведут себя как твердое тело, демонстрируя четко выраженный предел текучести. Вязкость жидко-твердых металлических смесей называют видимой вязкостью, зависящей от скорости срезающего воздействия, давления, температуры и времени.
Жидкоподобные металлические смеси с глобулярной морфологией α-твердого раствора обладают уникальными реологическими свойствами такими как, псевдопластичность и тиксотропия. Такие смеси называют тиксотропными материалами.
Под псевдопластичностью понимают разжижение материала при приложении к нему срезающего воздействия, которое происходит благодаря разрушению связей между твердыми глобулярными частицами.
Тиксотропия -это способность некоторых структурированных систем самопроизвольно восстанавливать исходную структуру, разрушенную механическим воздействием. Все методы обработки сплавов в полутвердом состоянии зависят либо от каждого из этих свойств в отдельности либо одновременно от обоих.
Тиксотропные материалы являются разжижающимися при срезающем воздействии, и загустевающими в состоянии покоя после снятия срезающего воздействия.
Основным источником тиксотропного поведения жидко- твердых кашеобразных металлических смесей является наличие глобулярной структуры альфа – твердого раствора.
Процесс формования жидко- твердой кашеобразной металлической смеси в технологии занимает доли секунды. Срезающее воздействие составляет порядка 100сек-1, и позволяет сплаву в полутвердом состоянии приобрести свойства жидкости и ламинарно заполнить полость формы без захвата газов.
Менее распространенным в технологии ОСПТС является применение твердоподобных металлических смесей. Главным образом это сплавы с минимальным содержанием эвтектики.
Для успешной реализации технологии ОСПТС, необходимо получить жидко-твердую кашеобразную металлическую смесь с оптимальным соотношением жидкое -твердое. Структура смеси должна представлять глобулярную α- фазу в виде непрочных уплотненных конгломератов, окруженную максимальным количеством свободной жидкости. Сплавы только с такой структурой при обработке в полутвердом состоянии будут обладать требуемыми реологическими свойствами, обеспечивающими заполнение геометрически сложной формы детали. Однако не каждый сплав может быть обработан в полу- твердом состоянии. Поэтому вопрос о прогнозировании перспективных составов сплавов для технологии ОСПТС всегда остается актуальным.