- •Основные понятия и определения.
- •Механизм образования прочности формовочных и стержневых смесей.
- •Оценка максимальной прочности смесей при растяжении.
- •Предел прочности смеси с учетом сил адгезии и когезии.
- •Проникновение жидкого металла в поры формы.
- •1) Прогрев литейной формы теплом отливки.
- •2) Капиллярное проникновение металла
- •3) Влияние внешнего давления на глубину проникновения металла в поры формы.
- •Окисление поверхности отливок в среде кислорода.
- •Адсорбция кислорода на поверхности твердого металла.
- •Окисление поверхности отливки в газовой атмосфере формы.
- •Зависимость константы равновесия от температуры.
- •Карбидообразование в поверхностном слое отливки.
- •Механизм образования пригара при литье в песчано-глинистых формах.
- •Литейные процессы и особенности перехода метала из жидкого состояния в твердое.
- •Характеристика строения тела отливки, его неоднородности и дефектов.
- •Кристаллическое строение отливки
- •Неоднородность химического состава отливки
- •Воздействие примесей.
- •Неметаллические включения.
- •Усадочная пористость.
- •Усадочная раковина.
- •Усадочные деформации.
- •Трещины.
- •Временные и остаточные напряжения.
- •Технологии производства отливок.
- •Способы извлечения моделей из полуформ.
- •Ручная формовка в опоках.
- •Специальные виды формовки.
- •Ручная формовка.
- •Формовка по неразъемной модели.
- •Формовка с перекидным болваном.
- •Подготовка мягкой постели
- •Подготовка твердой постели.
- •Сушка форм и стержней.
- •Изготовление форм и стержней из химически твердеющей смеси.
- •Машинное изготовление форм.
- •Литье: виды
- •Требования предъявляемые к литейным сплавам.
- •Классификация сплавов.
- •Строение сплавов и понятие о диаграммах состояния.
- •Понятие о диаграммах состояния.
- •Испытание на сжатие и на изгиб.
- •Диаграмма состояния Fe – c.
- •Стали конструкционные нелегированные и легированные.
- •Чугуны серые, ковки и легированные.
- •Литейные сплавы цветных металлов.
- •Алюминиевые сплавы.
- •Магниевые сплавы.
- •Тугоплавкие сплавы.
- •Титановые сплавы.
- •Никелевые и кобальтовые сплавы.
- •Чушковые чугуны.
- •Металлолом.
- •Ваграночное топливо.
- •Расчет шихты.
- •Шихтовые материалы для получения цветных сплавов.
- •Неметаллическая шихта.
- •Методика расчет шихты.
- •Состав огнеупорных материалов для футеровки индукционных печей при кислом процессе.
- •Защитные и огнеупорные покрытия форм и стержней.
- •Формовочные материалы и смеси.
- •Формовочные пески.
- •Свойства формовочных песков, методы их определения, влияние свойств песков на качество формовочных и стержневых смесей.
- •Связующие материалы.
- •Огнеупорная глина
- •Виды формовочных глин по минеральному составу
- •Классификация глин по термической устойчивости
- •Свойства формовочных глин, методы их определения, влияние свойств глин на качество формованных и стержневых материалов.
- •Органические связующие
- •Неорганические связующие материалы.
- •Формовочные и стержневые смеси.
Временные и остаточные напряжения.
При охлаждении отливки в ее твердой части развиваются усадочные процессы и возникают деформации. Если деформации тормозятся - возникают напряжения, если напряжения достигают предела прочности - возникают трещины. Напряжения, действующие в некоторый момент времени в отливке, называются временными.
Если в отливке при некотором распределении температур происходят пластические деформации, то после охлаждения и выравнивания температур возникают остаточные напряжения, обычно обратного знака, по сравнению с тем временными, которые были при высоких температурах.
Остаточные напряжения в литой заготовке могут совпасть с рабочими напряжениями в конструкции и вызвать ее разрушение при условиях, когда номинальные напряжения значительно меньше предела прочности материала. Кроме того, остаточные напряжения при длительном действии могут вызвать недопустимые для нормальной работы конструкции деформации (например, станины станков).
Внутренние временные напряжения, возникающие при охлаждении отливки, делятся на: усадочные, фазовые, термические (или температурные).
Усадочные напряжения вызывают механическим торможением со стороны формы при высоких температурах. В отливках из железных сплавов от температур ниже солидус до 700оС они компенсируются пластическими деформациями. Ниже 700оС, в виду возрастания упругости, они начинают накапливаться и достигают максимума при температуре около 200оС - перед выбивкой. После извлечения из формы они обычно снимаются. Особенно большое развитие усадочные напряжения получают при литье в металлические формы.
Фазовые напряжения вызываются выделением или исчезновением различных фаз или структурных составляющих при охлаждении отливки, имеющей удельный объем, отличный от матрицы.
При различных скоростях охлаждения и в различных частях отливок фазовые превращения протекают в разное время; это и вызывает фазовые напряжения в отливках в целом.
При медленном охлаждении стальной отливки распад аустенита с образованием пермита происходит при высоких температурах. Происходящее при этом увеличение удельного объема с 0,175 до 1286 см3/г может компенсироваться пластическими деформациями. При более быстром охлаждении превращения будет происходить при более низких температурах в упругой зоне и может вызвать ощутимые напряжения. При еще более быстром охлаждении образуется мартенсит, обладающий значительной разницей удельных объемов с аустенитом. Если мартенсит в поверхностном слое образуется, а в средней части нет, то это вызывает растягивающие напряжения в центре сжимающие на поверхности.
В случае чугунных отливок выделение графита будет происходить в массивных частях с существенным возрастанием удельного объема. При этом растягивающие напряжения возникнут в поверхностном слое, а сжимающие - в середине сечения.
Термические или температурные напряжения вызываются различной скоростью охлаждения и равномерным протеканием усадочных процессов в различных частях отливки. Эти напряжения обычно имеют небольшую величину.
Радикальное устранение внутренних и остаточных напряжений достигается при создании равновесных конструкций или при охлаждении всех частей отливки с одинаковыми скоростями.
При выбивке отливок резко возрастает различие скоростей охлаждения частей отливок не одинакового сечения, следовательно, возрастают внутренние напряжения. Наиболее действенной мерой устранения остаточных напряжений является отжиг отливок. Для его осуществления необходимо нагреть отливку до температур, при которых металл приобретает достаточно высокую пластичность, выдержать её при такой температуре до тех пор, пока напряжения не снизятся до допустимой величины, и медленно охладить отливку, чтобы не вызвать новых напряжений. Для большинства сталей и чугунов температура, при которой пластические напряжения переходят упругие, лежат около 620-650ОС. Для сталей нагрев до таких или несколько более высоких температур представляют собой не отжиг, а высокий отпуск.