- •Шишляев, В.Н.
- •1.3.1. Полиморфные превращения
- •2. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ
- •2.3. Свойства металлических расплавов
- •2.3.1. Температура плавления и плотность
- •2.3.2. Поверхностное натяжение
- •2.3.2.1. Поверхностное натяжение и смачиваемость
- •2.3.2.2. Капиллярные явления
- •2.3.2.3. Определение поверхностного натяжения
- •2.3.4. Диффузия в жидких металлах и сплавах
- •Вопросы для самоконтроля
- •3.1. Термодинамические условия кристаллизации
- •3.3. Кинетика кристаллизации
- •3.4. Механизм кристаллизации
- •Вопросы для самоконтроля
- •4. ФОРМИРОВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ
- •4.1. Кристаллизация чистых металлов
- •Х/ННчУ
- •4.2.1.1. Концентрационное переохлаждение
- •4.2.1.2. Особенности механизма кристаллизации сплавов, образующих твердые растворы
- •4.2.2. Кристаллизация эвтектических сплавов
- •4.2.3. Эвтектические структуры в реальных сплавах
- •5.2. Основные положения современной теории кристаллизации
- •5.2.2. Формирование центральной равноосной зоны
- •5.3.2. Влияние скорости кристаллизации
- •5.3.3. Влияние перегрева
- •5.3.4. Влияние перемешивания расплава
- •5.3.5. Влияние примесей
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.1. Получение отливок с заданной структурой
- •6.2. Величина зерна литых сплавов
- •6.2.1. Границы зерен в литых сплавах
- •6.2.2. Микроструктура литых сплавов
- •6.3.3. Специальные методы модифицирования
- •6.3.4. Виды модифицирования
- •7.1. Дендритная ликвация
- •7.2. Зональная ликвация
- •7.2.1. Прямая зональная ликвация
- •ШШШШШ
- •7.2.2. Обратная ликвация
- •8.1. Растворимость газов в расплавленных металлах
- •8.3. Выделение газов в процессе затвердевания
- •8.5. Неметаллические включения
- •8.6. Методы устранения дефектов газового характера
- •8.6.1. Предупредительные меры
- •8.6.2. Способы удаления газов из расплава
- •8.7. Рафинирование расплавов
- •8.8. Раскисление металлических расплавов
- •Вопросы для самоконтроля
- •9. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ
- •9.1. Кристаллизация при высоких скоростях охлаждения
- •9.2. Получение монокристаллических изделий
- •9.4. Получение компактных нанокристаллических материалов
- •9.4.2. Методы получения наноматериалов
- •Вопросы для самоконтроля
- •10. ЛИТЕЙНЫЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ
- •10.1. Жидкотекучесть
- •10.1.1. Виды жидкотекучести
- •10.1.2. Определение жидкотекучести
- •10.1.3. Жидкотекучесть чистых металлов и сплавов
- •10.1.5. Влияние технологических условий литья
- •10.1.7. Заполняемость форм
- •10.2. Усадка литейных сплавов
- •10.2.4. Определение объемной усадки
- •10.2.7. Устранение усадочных раковин
- •10.2.8. Герметичность сплавов
- •10.3. Напряжения в отливках
- •10.3.1. Классификация напряжений
- •10.3.2. Методы снижения напряжений
- •10.4. Горячеломкость сплавов
- •10.4.1. Виды трещин в отливках
- •10.4.2. Оценка горячеломкости сплава
- •10.4.3. Факторы, влияющие на горячеломкость сплавов
- •10.4.4. Пути снижения горячеломкости
- •Вопросы для самоконтроля
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Наиболее действенной силой чаще всего является капиллярное давление, заставляющее металл подниматься на высоту в несколько десятков миллиметров.
10.4.1.2. Холодные трещины
Этот вид трещин образуется при температурах ниже солидуса. Хотя абсолютная температура образования трещины может быть дос таточно высокой (до 1000 °С у сталей), трещины называют холодны ми. Определение «холодные» использовано для того, чтобы отличать их от горячих кристаллизационных. Образованию холодных трещин способствуют низкая пластичность сплава при температурах ниже со лидуса, а также сильное действие к концу охлаждения усадочных и термических напряжений. Причиной образования холодных трещин могут служить и кристаллизационные трещины, которые под действи ем напряжений продолжают развиваться в твердой фазе.
Поверхность холодных трещин гладкая чистая. Она проходит по телу кристаллов, а не по границам зерен.
10.4.2. Оценка горячеломкости сплава
Горячеломкость, как и другие литейные свойства, определяет ся путем заливки технологических проб. Единого критерия горяче ломкости пока нет, как и единой стандартизованной технологической пробы. Невозможно создать универсальную пробу для таких разных по свойствам материалов, как сплавы, стали, чугуны, специальные сплавы, цветные сплавы. Все имеющиеся пробы И.И. Новиков клас сифицировал на пять групп по критерию горячеломкости:
•пробы, на которых определяется критический размер образца (критическая длина, критическое сечение, критическое плечо);
•пробы, на которых определяются размеры трещин;
•пробы, на которых определяются размеры трещин и размеры
образца;
•пробы, на которых определяется критическая нагрузка;
•прочие пробы.
Объем учебного пособия не позволяет изучить все известные методики определения горячеломкости. Остановимся на тех, которые нашли наибольшее распространение в нашей стране.
|
Горячеломкость цветных спла |
||||||
|
вов чаще всего оценивается по |
||||||
|
критическому |
размеру |
образца, |
||||
|
т.е. при помощи технологических |
||||||
|
проб 1-й группы. Наибольшее при |
||||||
|
менение нашла проба С.И. Спек- |
||||||
|
тровой и Т.В. Лебедевой (рис. 138), |
||||||
|
стандартизованная для |
|
испытания |
||||
|
литейных алюминиевых и магние |
||||||
|
вых сплавов. Образцы отливаются |
||||||
|
в песчаную форму со стальным |
||||||
|
стержнем и имеют вид плоских |
||||||
|
колец |
с |
внешним |
диаметром |
|||
|
107 мм |
и толщиной 5 мм. Диаметр |
|||||
Рис. 138. Проба для определе |
стержня |
переменный |
- |
от |
7 до |
||
97 мм, так что ширина кольца из |
|||||||
ния горячеломкости С.И. Спект- |
меняется |
от |
50 до |
5 мм |
через |
||
ровой и Т.В. Лебедевой |
2,5 мм. Для усиления неравномер |
||||||
|
ности |
охлаждения устанавливают |
холодильники в виде полукруглого диска на половине формы, про тивоположной питателю. Показателем горячеломкости является мак симальная ширина кольца, при которой появляются первые трещины (чем больше эта ширина, тем больше горячеломкость сплава). Чтобы оценить сплав, нужно провести серию испытаний, меняя стержень при каждой заливке. У сплавов системы А1 - Si трещины появляются только в кольцах шириной 5-7,5 мм. Наиболее горячеломкими из алюминиевых сплавов оказались сплав системы AI - Си. Трещины появляются в кольцах шириной 27,5-30 мм.
В работах с алюминиевыми, магниевыми и медными сплавами хорошие результаты получены при использовании кольцевой пробы, заливаемой в кокиль (рис. 139). Эта проба относится ко второй груп пе. Показателем горячеломкости служат размеры трещины.
Кокиль состоит из основания, на который устанавливаются съемный стакан 2 и стержень 1. Сплав заливается в полость без лит никовой системы. Жесткость пробы регулируется диаметром смен ного стержня. Для каждой группы сравниваемых по горячеломкости сплавов подбирают свой диаметр стержня. Его выбирают таким, что
s П л ита корпуса прибора
В ид сверху на литниковы е воронки для индивидуальной заливки образцов
1-3
В ид сверху на литниковую чаш у для однов рем ен ной" заливки всех образцов
Рис. 140. Схема сборки литейных форм в приборе для измерения прочно сти, пластичности, и линейной усадки стали при температурах, близких к солидусу
всех шести форм через специальные стержни с литниковыми ходами или индивидуально через отдельные литниковые чаши.