Антиплагиат (1208318), страница 9
Текст из файла (страница 9)
приизотермических условиях.В главе исследована структура переходных зон, раздела биметаллов придиффузии углерода в нелегированных железоуглеродистых сплавах принеизотермических условиях.В зависимости от условий взаимодействия исходных материаловустановлены четыре типа структур, определяющих разную величину прочностиСоединения однородных и разнородных железоуглеродистых биметаллов. Надиаграмму железо-цементит нанесена кривая минимальной температуры, прикоторой для разных сплавов фиксируется начальная величина прочностисцепления. Приведены минимальные температуры нагрева подложки,обеспечивающие начальное соединение; показана оптимальная прочностьсоединения биметаллов [1].4.4 Строение границы раздела между подложкой из армко-железа ипокрытиями из железоуглеродистых сплавов 2Углерод, диффундируя в общем случае через границу разделабиметаллического соединения, внедряется в ячейку аустенита, содержащегося втермически активированной подложке.С понижением температуры биметаллического соединения в результате55эвтектоидной реакции образуется феррито-цементитная смесь, карбид железа, вкоторой имеет зернистое строение.Эвтектоидное превращение фиксирует перлит в виде, дающемпредставление о направлениях диффузионного потока углерода и морфологиизерен биметалла.Пластичная ферритная составляющая релаксирует напряжения,возникающие при кристаллизации расплава и при образовании цементита, ибиметаллическое изделие может иметь механические характеристики,приближающиеся к свойствам монометалла.При взаимодействии подложки и расплава 2 разность химическихпотенциалов равна нулю.
В соответствии с теорией 0 2 нзагера прочномусоединению в этом случае будет способствовать гpaдиент температуры междуподложкой и покрытием. 2Покрытия были нанесены на подложку при температурах её нагрева от 650до 1000 С. Граница раздела биметалла при нагреве подложки на представляетсобой совокупность чередующихся дефектных и монометаллических мастразличной протяженности [1].Во-первых, в результате кристаллизации образовалось зерно 1, общее дляосновы и нанесенного покрытия. В результате разной кристаллографическойориентировки по отношению к соседним зернам данное зерно четковыделяется. Это говорит о том, что рост зерна происходит от готовой подложкис продолжением имеющейся ориентировки кристалла.При взаимодействии между жидким и твердым сплавом сцепление,получается, от температур нагрева подложки 1000 С и выше за счетобразования общих зерен феррита в результате кристаллизации юбкой фазы.Зерна феррита включают в себя границы раздела биметалла.Дефектное строение границы раздела биметалла, сходное со строениемграниц зерна в поликристаллических оплатах, отнесено к первому типу56структур приграничных слоев биметалла.На рисунке 4.1 изображена микроструктура биметалла стали 45 - стали У12, х 100.Рисунок 4.1 – Микроструктура биметалла сталь 45 - сталь У12, х 1004.5 Зависимость прочности соединения от температуры нагреваподложкиВ случае нагрева подложки на 900С, зона тонкого графита мала и разрывполученного биметалла происходит на малом расстоянии от границы раздела).Строение графита в биметалле сталь 45 – серый чугун СЧ18 притемпературе нагрева подложки 900 °С представлено на рисунке 4.2.57Рисунок 4.2 – Строение графита в биметалле сталь 45 – серый чугун СЧ18 притемпературе нагрева подложки 900 °С (образец не травлен), х100При нагреве подложки на 1000С зона тонкого графита расширяется(рисунок 4.3), область розеточного графита, по которой происходит разрыв,далека от границы раздела.Рисунок 4.3 – Строение графита в биметалле сталь 45 – серый чугун СЧ18 притемпературе нагрева подложки 1000 °С (образец не травлен), х100Значения пределов прочности при температурах нагрева подложки в области800 С и выше 900–1000 С соизмеримы, поэтому нагрев следует вести доменьшей температуры (800 С).584.6 Строение границы раздела между подложкой из углеродистыхинструментальных сталей и покрытиями из железоуглеродистыхсплавовВ результате диффузии углерода в чугуне около границы раздела образуетсяслой перлита.
В стали У8 продиффундировавший углерод распределяется назначительную глубину (до 110 мкм) не кристаллографическим плоскостям и пообъему зерна, образуя цементит.При получении однородного биметалла из стали У12 углерод в основномраспределяется не границам зерен подложки и покрытия [1].4.7 Зависимость прочности соединения от температуры нагреваподложкиВозрастание предела прочности биметалла из стали У8 и серого чугунаСЧ18 при нагреве подложки выше 950С связывается с особенностямирасположения цементита (рисунок 4.4).Рисунок 4.4 – Микроструктура переходного слоя стали 45 и серого чугуна СЧ18, х100Прочность стали с приграничной зоной из цементита все- таки вышепрочности серого чугуна.
В связи в этим 2 граница отрыва не совпадает сграницей раздела биметалла, и абсолютная величина прочности возрастает. 2594.8 2 Выбор температур нагрева, обеспечивающих получениекачественного биметаллаПри рассмотрении вопросов, связанных с получением прочного сцеплениябиметаллических соединений, необходимо ориентироваться в минимальнойтемпературе нагрева подложки, при которой обеспечивается начальнаяпрочность. 2 На рисунке 4.5 изображено изменение прочности соединения 2железоуглеродистых сплавов в зависимости от температуры нагрева подложкииз стали У12.
2Рисунок 4.5 – Изменение прочности соединения 2 железоуглеродистых сплавов взависимости от температуры нагрева подложки из стали У12: 1 – покрытие из армко-железа;2 – 2 покрытие из стали У12; 3 – покрытие из 2 серого чугуна 2 СЧ18-36Минимальная температура нагрева подложки зависит от содержанияуглерода, и с его повышением в подложке или (по сумме) в подложке ипокрытии снижается до 700 С, исключение составляют биметаллы, покрытие иподложка которых представляет собой однородный материал. Для нихтемпература нагрева подложки должна 2 бить выше на 100 С.Для получения значимых величин предела прочности биметаллов 260необходимо 2 нагревать подложку до температур, превышающих табличные 2 до500 С, Повышение температур нагрева подложки приводит к повышениюпрочности сцепления; данные по оптимальной прочности (первое число –оптимальная прочность сцепления, 2 кгс/мм г, второе – температура нагреваподложки [1].5 2 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВЫПЛАВКИМЕТАЛЛАТехнология выплавки металла включает в себя ряд основных операций.
Для61заливки металла решается вопрос об изготовлении формы для восстановленияизношенных поверхностей и изготовлении песчаных стержней. Подготовкастержневого ящика к работе заключается в проверке его комплектности,исправности, а также покрытии его рабочих поверхностей керосином илидругим разделительным составом. Стержень изготавливается изжидкостекольной смеси, состоящей из 97% песка и 3% жидкого стела. Набивкустержня начинают с засыпания в стержневой ящик, состоящий из двух частей,слоя смеси.
Затем производят уплотнение смеси трамбовкой так, чтобы неповредить стенки стержневого ящика. Набивку смеси производят слоями (80—100 мм) до 3/4 высоты полости стержневого ящика. После трамбовки стерженьподвергается сушке углекислым газом. Далее стержневой ящик разбиваетсямолотком, стержень изымается. Пример стержневого ящика для одного изстержней изображен на рисунке 5.1 [14].Рисунок 5.1 – Стержневой ящик: 1 – правая половина ящика; 2 – винт крепленияполовин ящика; 3 – центрирующий штырь; 4 – левая половина ящика; 5 – стерженьМесто контакта присадочного металла с основой окрашиваютбыстросохнущей циркониевой краской на спирту. После изготовления всехстержней, необходимо приступать к формированию литейной формы.62Сборка стержней формы происходит в следующем порядке: а)устанавливается основание – ст.
No 1; б) ставятся средние стержни по периметру– ст.ст. No 2, 3, 4; в) устанавливается верхний стержень No 5; г) ставитсялитниковая воронка; д) на собранную стержневую форму надевается жакет; е)ставятся два груза массой 5 кг [11].Литейная форма в сборе изображена на рисунке 5.2.Рисунок 5.2 – Литейная форма в стержняхКак сказано выше, жакет устанавливается на собранную форму, это делаетсядля удержания стержней в процессе заливки. Он устанавливается на собранныестержни, плавно, с лёгким нажимом в конце.Жакет для удержания литейной формы изображен на рисунке 5.3.63Рисунок 5.3 – ЖакетПеред тем, как деталь для восстановления методом заливки жидкимметаллом установить в форму, она должна пройти обмывку,дефектоскопирование, пескоструйную обработку и нагрев в индукционнойустановке.Обмывку изношенной детали провести в моечной машине тупикового типа.Произвести магнитопорошковое и ультразвуковое дефектоскопирование.
Следыизноса детали убираются с помощью камеры струйно-абразивной обработки.Деталь после абразивной обработки отправляется в водоохлаждаемыйиндуктор. После оплавления поверхности, детали извлекается клещами изиндуктора и помещается в литейную форму.Одним из важных вопросов является правильный выбор шихты. Дляпрочного сцепления металла с основой по своим свойствам она должнасостоять из стального лома, чушкового чугуна и базальта собственногопроизводства.Загрузка шихты после подбора осуществляется в индукционную тигельнуюплавильную электропечь ИТПЭ – 0,03, предназначенную для выплавки сплава,модифицирования и выдержки при постоянной температуре заливки [9].Индукционная тигельная плавильная электропечь ИТПЭ – 0,03 изображена на рисунке645.4.Рисунок 5.4 – Индукционная тигельная плавильная электропечьИТПЭ – 0,03Шихта в тигель загружается вручную осторожно без ударов и возможноплотнее.
Размеры кусков шихты должны 47 обеспечить хорошую плотностьзагрузки без зазоров между ними и стенками тигля. Этим достигается быстроерасплавление металла и минимальный расход электроэнергии. Зона наивысшейтемпературы во время плавки находится в нижней части тигля. 47 Крупныетугоплавкие куски шихты 47 загружаются вертикально, параллельно и ближе кстенкам тигля, легкоплавкие составляющие шихты – в середину тигля [16]. 47Температура перегрева стали 20Л определяется следующим образом:(5.1)где – температура ликвидус, °С.°С.Скрап и ферросплавы загружают одновременно, т. к.
плавка протекает65быстро и анализы химического состава по ходу плавки не делают. После расплавления металла на его поверхность засыпается флюс, состоищий из известии плавикового шпата для повышения жидкотекучести шлака. Для плавкиберется только чистая по примесям шихта.Раскисление металла производят в два этапа: а) за счет подачи в печьферромарганца и ферросилиция; б) окончательно в ковше емкостью 20 кг приразливке стали, предварительно засыпав в ковш порцию алюминия иферросилиция. Последовательность ввода в ковш широко применяемыхсплавов-раскислителей следующая: вначале вводят ферромарганец, затемферросилиций. Кипящую сталь раскисляют одним ферромарганцем. Подачураскислителей начинают после наполнения ковша жидким металлом примернона 1/4—1/3, а заканчивают, когда заполнен металлом на 2/3, что позволяетизбежать попадания раскислителей в шлак и их повышенного угара.
Времявыдержки 1 минута [16].После выдержки металл с одного ковша, емкостью 20 кг разливается на 8форм, так как на одну форму требуется 2 кг металла. Технология процессазаливки жидкого металла в форму изображена на рисунке 5.5.Рисунок 5.5 – Технология процесса заливки жидкого металла в формуЖидкий металл должен течь плавно, без завихрений - ламинарным потоком66и полностью заполнить полость воронки.После выдержки металла в течении двух минут в форме, её разбивают.Литниковую систему отрезают огневой резкой.С целью снятия напряжения деталь подвергается термической обработкепри температуре 500 – 530 °С. Далее происходит зачистка и контроль наналичие внешних дефектов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
