15 (РК 3)

8. Внутренние напряжения в отливках. Причины их возникновения. Трещины, коробление в отливках. Механизм их образования и меры предупреждения.

Внутренние напряжения бывают:

• Термические (возникают при разнице стенок или сложности отливок (охлаждение разных сечений детали неравномерное, с разной скоростью))

• Фазовые (при переходе из одной фазы в другую)

• Усадочные (в результате торможения усадки в отливке)

σ_Л = σ_Т + σ_Ф +σ_УС

Если σ_Л> σ_Т возникает искривление отливки.

Если σ_Л> σ_В возникают трещины в отливке.

Трещины бывают:

• Горячие (образуются в момент крисстализации отливки (усадка+непрочный металл). Располагаются по границам зерен, где образуются неметаллические включения.

• Холодные (При твердом состоянии металла (в процессе охлаждения и эксплуатации отливки.) Образуются при t<t_{ЛИКВИДУСА} и могут образовываться от усадочных напряжений и в процессе эксплуатации)

Предотвращение усадочных дефектов: установка прибылей. Прибыль конструируют и устанавливают на отливке таким образом, чтобы металл кристаллизовался последовательно от стенки отливки к прибыли и чтобы прибыль кристаллизовалась в последнюю очередь после затвердевания отливки. Для сохранения металла в прибыли в жидком состоянии длительное время прибыль искусственно обогревают или для ее стенок применяют теплоизоляционные материалы.

.

Предотвращение трещин: правильным подбором литейного сплава, режимом охлаждения, рациональной конструкцией литниковой системы, повышением податливости форм и стержней, выравниванием температуры кристаллизации с помощью холодильников.

Снижение внутренних напряжений достигается  искусственным и естеств. старением.

Поток жидкого металла оказывает тепловое и механическое воздействие на форму, размывая и разрушая ее в виде трещин. Большое значение для качества и шероховатости поверхности отливок имеет способ подвода металла к полости формы. Струя металла должна вливаться в форму без ударов, плавно по касательной к поверхности. При механическом взаимодействии металла с формой и разрушении ее поверхности образуется механический пригар — неровности на поверхности отливки в связи с прониканием металла в поры и мелкие трещины формы.

12. Изготовление отливок по выплавляемым моделям. Технология получения и изготовление форм. Технологические возможности способа, области применения.

Литьем по выплавляемым моделям называется способ получения отливок в оболочковые формы, изготовляемые методом нанесения огнеупорного покрытия на легкоплавкие модели. Последние затем выплавляются, в результате чего в оболочковой форме образуются полости, соответствующие контурам будущей отливки.

Применяется в случаях изготовления деталей высокой точности (например, лопатки турбин, и т. п.) Из легкоплавкого материала: парафин, стеарин и др., (в простейшем случае — из воска) изготавливается точная модель изделия и литниковая система. Наиболее широкое применение нашёл модельный состав П50С50 состоящий из 50% стеарина и 50% парафина.

Однородные формы – литье в песчаные формы, оболочковые формы, по выпл. моделям.

Многоразовые – металлич. формы(кокиль), центробеж. литье, литье под давлением.

С хема литья по выпл. модели: Изготовление формы и стержней →сборка формы и заливка ее Ме → охлаждение отливки и выбивка ее из формы → выбивка стержня из отливки → удаление литниковой системы → термообработка (если нужна: снятие внутр. напряжений, правка и т.д.) → мех. обработка → деталь

а) модельный состав из парафина. Он запрес в металлич. пресс-форму.

б) сборка блока моделей. Насаживаются на литник. систему.

в) нанесение на поверхность блока модели огнеупор. суспензии.

г) обсыпка блока моделей изм. Кварцевым песком. Образуется корка 1-5 мм. Снизу подается воздух. Образовалась форма.

д) выплавление моделей из формы в горячей воде.

е) готовая форма

ж) ее помещают в опоку, засып. Сухим кварцевым песком.

З) прокаливание формы. Ставят горячую форму на заливку ->возможность увелич. Жидкотекучесть → толщина стенки 1-3мм. Затем форму разрушают, отделяют от литников, очищают промывание в NaCl (травление). Затем промыть проточной водой.

Отливки от 2 до 30 кг с толщиной стенки 1-3 мм. и с высокой точностью размеров по сравнению с др. способами литья. Размеры отливок, полученных ЛВМ максимально приближены к размерам готовой детали, вследствие чего за счёт сокращения механической обработки снижается стоимость готового изделия.

Области применения: 1) из стали и сплавов трудно поддающихся или не поддающихся механической обработке 2) ложной конфигурации, требующей длительной и сложной механической обработки 3) художественной отливки из черных и цветных сплавов.

22. Особенности получения отливок из сталей. Литейные свойства сталей, способы изготовления отливок.

Литейные свойства сталей значительно хуже, чем чугунов и большинства литейных цветных сплавов. Трудности при литье создают высокая температура плавления, низкая жидкотекучесть, большая литейная усадка (до 2,3%) и склонность к образованию горячих литейных трещин. Процесс усадки в чрезвычайно большей степени затрудняет получение точных и высокоточных отливок. Образуется усадочная раковина, поэтому устанавливаются прибыли.

Отливки из сталей – выполняют только если нужны особые св-ва детали.

Стали: углеродистые (напр., Ст. 20Л, Ст. 45Л) и легированные (Ст. 30ХГСЛ, Ст. 1,5Х18Н9Т)

Плавка: дуговые или индукционные печи.

t_{заливки}>1539°C (на 100-150°С > t_{ликвидуса})

Известно множество разновидностей литья:

• в песчаные формы (ручная или машинная формовка) (масса от неск. грамм до неск. тонн)

• в стержневые формы

• в многократные (цементные, графитовые, асбестовые формы);

• в оболочковые формы;

• по выплавляемым моделям;

• центробежное;

• в кокиль;

• литьё под давлением;

• вакуумное литьё.

Термообработка: отжиг или нормализация. Желательно, чтобы отливки имели одинаковую толщину стенки.