1-3 (РК 1 2017), страница 2

19) Классификация сталей. По хим.составу (углеродистые, хромистые, хромоникелевые и др.), по способу производства (на группы А, Б, В, Г), по применению (строительные, инструментальные, машиностроительные, специализированного назначения, с особыми физ.свойствами, с особыми хим.свойствами. Маркировка углеродистых сталей. Углеродистые: 1) низко- : С<0.3%, 2) средне-: 0,3 <С <0,7%; 3) высоко-: С >0,7%. Маркировка: Ст1…Ст6, содержание углерода: N*0.07%.

20) Классификация сталей. По хим.составу (углеродистые, хромистые, хромоникелевые и др.), по способу производства (на группы А, Б, В, Г), по применению (строительные, инструментальные, машиностроительные, специализированного назначения, с особыми физ.свойствами, с особыми хим.свойствами. Маркировка легированных сталей. Легированные: 1) низко- : легирующие элементы<5%, 2) средне-: легирующие элементы = 5-10%; 3) высоко-: легирующие элементы >10%. Легирующие элементы обозначают русскими буквами ( Н – никель, Г-марганец, Х – хром, С – кремний), после этой буквы идет цифра – содержание этого элемента в процентах, если ее нет, то 1-1,5%. Например, 12х18Н10Т – 0,12 % углерода, 10 % никеля. Литейная сталь – 30ХГСЛ

1) Литейное производство - отрасль машиностроения, продукция которого является отливки.

Литье - технологических процесс получения фасонной заготовки – отливки- путем заливки расплавленного металла в литейную форму. Литьем получают разнообразные конструкции отливок массой от несколько граммов до 300т, от несколько сантиметров до 20 м, толщина стенок 0,5-500 мм.

2) Литейные сплавы – чугун 75%, сталь 20%, цветные сплавы 5%.

Технологические свойства - это свойства определяющие пригодность сплава для изготовления отливок (жидкотекучесть, усадка, газовая пористость, ликвация, технологическая прочность).

3) Литейные свойства сплавов: Жидкотекуческть, Усадка(линейная, объемная), Газовая пористость, Ликвация, Технологическая прочность (холодные и горячие трещины).

4) Жидкотекучесть – свойство, характеризующее способность сплава заполнять литейную форму и точно воспроизводить очертание отливки.

Факторы, влияющие на жидкотекучесть: Химический состав (сплавы такого химического состава, который обуславливает небольшой температурный интервал кристаллизацией обладают хорошей жидкотекучестью); Температура заливки (чем выше, тем лучше жидкотекучесть); Наличие пленок ; Вязкость (чем больше, тем хуже); Качество литейной формы (качество поверхности (чем шероховатость больше, тем меньше жидкотекучесть)).

5) Усадка сплавов – свойство сплава уменьшать свой объем при затвердевании и последующем охлаждении. Линейная - относительное уменьшение линейного размера полости формы заполненной жидким металлом до соответствующего линейного размера твердой отливки после полного охлаждения. Объемная – относительное уменьшение объема жидкого металла заполнившего литейную форму до объема твердой отливки после полного охлаждения. Возникают усадочные дефекты.

6) Усадочная раковина – крупная открытая или закрытая полость, возникающая в результате усадки сплава; возникает в сплавах с узким температурным интервалом кристаллизации (10-15%) усадочная пористость наоборот.

Усадочная пористость – скопление мелких полостей неправильной формы в результате усадки сплава.

7)Методы, предупреждающие усадочные дефекты: Обеспечение направленной кристаллизации; Применение прибылей; Прибыль – элемент ледниковой системы, предназначенный для компенсации усадки при кристаллизации сплава.; Применение холодильников; Уменьшение температуры сплава перед заливкой в форму.

8) Газовая пористость – дефекты в виде скопления мелких полостей округленной формы заполненных газом.

Причины: Чрезмерное содержание газов в расплаве ( при высоких температурах растворимость газов большая); Захват воздуха при заливке расплава в литейную форму.

Уменьшение газовой пористости: Предупреждение насыщения; Дегазация расплава перед заливкой формы.

Механизм образования: в период затвердевания из металла выделяются газы, которые растворены в жидком металле; если газовый пузырь не успевает всплыть на поверхность металла или в прибыль, то образуется газовая раковина. Источником газовых раковин может быть также форма.

9) Дефекты в отливках в результате мех.воздействия литейной формы:

10) Технологическая прочность сплава – свойство, характеризующее его способность воспринимать без разрешения напряжения и деформации, возникающие в процессе обработки: Горячие трещины ; Холодные трещины.

11) Горячие трещины – хрупко межкристаллическое разрушение, возникающее в твердо –жидком металле отливки при температуре примерно равной температуре солидуса. Характер трещины окисленный, темная поверхность. Причина – исчерпание деформационной способности металла.

Методы борьбы: Уменьшение деформации ( Уменьшение усадки сплава;Увеличение податливости формы и стержней;Повышение технологичности конструкции –уменьшение количества выступающих частей затрудняющих усадку;Улучшение структуры отливки – получение более мелкозернистой структуры); Увеличение пластичности.

12)Холодные трещины – хрупкое межкристаллическое разрушение, возникающее в металле отливки при температурах 200 и ниже и могут возникать в течение 3х дней после изготовления.

Причина – возникновение напряжений больших чем критические напряжения

Внутреннее напряжения возникают в результате упругопластичной деформации при неравномерном охлаждении и неодновременных фазовых превращений разных зонах отливки.

Факторы на образование: Сигма(дейст) больше – холодные трещины больше; Твердость больше – больше; Водород больше –больше.

Методы борьбы: Уменьшение действительных напряжений( Оптимальный выбор химического состава (мин усадка); Увеличение податливости формы и стержней; Выравнивание скоростей охлаждения; Повышение технологичности конструкции; Уменьшение концентратов напряжений; Уменьшение выступающих частей) ; Применение термической обработки с целью улучшения твердости; Уменьшение содержания водорода в металле.

13) Изготовление отливок из серого чугуна. Маркировка: СЧ10, число – прочность в сотых долях МПа. Масса отливок – сотни тонн. Изготавливают 50% всех отливок. Мех.свойства невысокие: предел прочности – 100-350 МПа, пластичность 0,5%. Хорошо работает на сжатие. Нечувствителен к внешним концентраторам. Литейные свойства самые лучшие: Тпл = 1150 градусов. Отличная жидкотекучесть. Т сплава перед заливкой = 1300 градусов. Небольшая усадка. Малая вероятность образования усадочных эффектов. Получение: 1) получение расплава (используется монопроцесс, в вагранке, минимальная себестоимость плавки); 2) модифицирование путем введения в чугун FeSi; получаем более мелкие частицы графита и перлитную основу; увеличивается прочность металла; 3) разливка в формы: песчаные, оболочковые, кокиль, центробежное литье.

Эскиз литейной формы.

14) Изготовление отливок из высокопрочного чугуна. Маркировка: ВЧ10, число – прочность в сотых долях МПа. Масса отливок – десятки тонн. Изготавливают 30% всех отливок. Мех.свойства: предел прочности – 350-1000 МПа, пластичность 2-12%. Является заменителем стали. Литейные свойства хуже чем у СЧ. Хорошая жидкотекучесть. Т сплава перед заливкой = 1450 градусов. Усадка чуть больше чем у СЧ. Повышенная склонность к образованию усадочных эффектов и трещин. Получение: 1) получение расплава (используется монопроцесс, в вагранке); 2) модифицирование расплава в желобе путем введения в чугун FeSi; 3) расплав помещают в герметично закрытый ковш и модифицируют магнием. Заливка в формы: песчаные, оболочковые, кокиль, центробежное литье.

Эскиз литейной формы.

15) Изготовление отливок из ковкого чугуна. Маркировка: КЧ10-12, первое число – прочность в сотых долях МПа, второе число - пластичность. Масса отливок – меньше 250 кг.Форма графических включений - хлопьевидные. Мех.свойства : предел прочности – 300-800 МПа, пластичность 2-12%. Литейные свойства хуже чем у СЧ и ВЧ, так как С меньше или =2,9%, Si примерно = 1%. Низкая жидкотекучесть. Т сплава перед заливкой = 1550 градусов. Большая усадка. Повышенная склонность к образованию усадочных эффектов и трещин. Получение: 1) получение расплава (используется дуплекс процесс: вагранка + электропечь); 2) модифицирование расплава Al, Bi, B, цель – уменьшение времени последующей термической обработки; 3) заливка в формы, получение отливок со структурой белого чугуна (в белом чугуне углерод в виде цементита). Заливка в формы: песчаные, оболочковые, кокиль.

Эскиз литейной формы.

16) Изготовление отливок из стали. Маркировка: углеродистые стали: 60Л, легированные стали: 15х18хН10ТЛ. 20% всех отливок из стали. Свойства :1) предел прочности – 3000 МПа; 2)пластичность 35%; 3) литейные свойства плохие; 4)низкая жидкотекучесть; 5)большая усадка , повышенная склонность к образованию усадочных эффектов и трещин. Так как литейные свойства плохие, то есть требования к конструкции отливки и к форме. Требования к конструкции: 1) она должна обеспечивать строгое выполнение направленной кристаллизации; 2) расположение отдельных зон должно контролироваться принципом вписанной окружности; 3) для выполнения направленной кристаллизации должны быть предусмотрены технологические напуски. Требования к форме: 1) должны иметь повышенную прочность и огнеупорность; 2) применяются только сухие и хим.твердеющие формы; 3) в зонах с повышенным объёмом металла должны быть предусмотрены холодильники; 4) на массивных частях отливки должны быть предусмотрены прибыли; 5) литниковая система должны быть минимальной протяженности (при изготовлении средних и крупных отливок используются в литниковой системе теплоизолирующие элементы). Получение: 1) получение расплава: мартеновская печь или электропечь; 2)заливка форм; 3) термическая обработка отливок - отжиг.

Эскиз литейной формы.