50. Технологические приемы, обеспечивающие снижение химической неоднородности по сечению отливки (диаграммы, рисунки)

Эвтектика обычно состоит из твердого раствора и интерметаллидов. Увеличение количества эвтектики в структуре вследствие ликвации приводит к повышению твердости сплава. Кроме того, неравновесная эвтектика, образующаяся по границам зерен твердого раствора, резко снижает комплекс пластических свойств сплава. В этом случае целесообразно применить гомогенизирующий отжиг – нагрев и длительную выдержку сплава при температуре, близкой к солидусу, с целью рассасывания неравновесных выделений и выравнивания химического состава в пределах микрозерна. На рис.3 показано изменение микроструктуры сплавов, иллюстрирующее влияние ликвации и гомогенизации. Гомогенизирующий отжиг значительно улучшает пластичность сплавов.

Рис.3. Микроструктура сплавов 2 и 3 (рис.1) в литом (а) и гомогенизированном (б) состояниях (растворение неравновесной эвтектики

Подавление ликвации: перемешивание расплава, повышают скорость охлаждения, иногда вводят небольшие добавки элемент, иногда вводят небольшие добавки элементов, образующие с основной сплава тонкие, сильно разветвленные дендриты, препятствующие перемещению твердой фазы.

51. Влияние вибрации, перемешивания ультрозвуковой обработки на структуру металла в отливки

Вибрация расплавов позволяет измельчать структуру отливок за счет того, что колебания разрушают покровные оксидные пленки на расплаве у стенок формы, в результате скорость охлаждения увеличива­ется, то есть облегчается образование кристаллов и измельчается струк­тура наружного слоя отливки.

Наложение вибраций наиболее эффективно в начальный период, причем вибрация должна осуществляться до тех пор, пока температура не снизится до определенного уровня, при котором отделившиеся кри­сталлы могут сохраняться, то есть не расплавляться полностью.

Перемешивание расплава в форме вызывает бурное колебание поверхности расплава, что способствует отделению неустойчивых кри­сталлов в зоне контакта расплава со стенками формы и измельчению зерна.

Способ заливки тоже может влиять на структуру отливки. Эффек­та вибрации поверхности расплава можно добиться выбором способа заливки .

При заливке металла с нижним подводом образуются в основном столбчатые кристаллы; при верхнем подводе по центру - равноосных кристаллов намного больше; при верхнем подводе близко к стенке фор­мы площадь равноосных кристаллов значительно увеличивается, зерна измельчаются; при верхнем подводе несколькими струями наблюдается сильное волновое движение поверхности расплава - структура одно­родная мелкозернистая

Ультразвуковая обработка (УЗО) заключается в воздействии на расплав механическими колебаниями с частотой порядка 10³—10⁷ Гц. При УЗО возникает кавитация по всему объему, которая приводит к дроблению первичных зерен, более легкому отделению зарождающихся на стыках формы кристаллов, равномерному распределению примесей и твердых частиц. Дробятся и измельчаются первичные выделения метал-лидов в сплавах или графита в чугунах, изменяется строение и дисперс­ность эвтектики

Обработка электрическими и магнитными полями (ЭМО) в ряде случаев дает такой же эффект, как и УЗО. Из перечисленных способов механического воздействия наиболее простыми является вибрация и перемешивание, а УЗО и ЭМО требуют применения в технологическом процессе дорогостоящего оборудования и усложнения технологического процесса, поэтому УЗО и ЭМО исполь­зуются в исключительных случаях.