Бураков (550672), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Кремний и фосфор существенно влияют на жпдкотекучесть; она увеличивается с увеличением концентрации этих элементов. Марганец и сера в тех количествах, в которых они обычно применяются при литье в кокиль, влияют несущественно [119), ;еКидкотекучесть металла с повышением его температуры растет. Влияние кокиля на жидкотекучесть отчетливо видно из формулы (1). Жидкотекучесть повышается с увеличением начальной температуры кокиля, толщины покрытия и с понижением коэффн- В П|р А Н Вевиике Литье серого чугуна 226 С !О',мг/с 1 Ю,мз/с О Ю(м'/с /7 77 и Р 8 7 б 7 1ЧОО 7500 7550 15ООК НОО /або 7500 1550 /ООО 7550К д) 81 17 /7 10 О О б 1ЬМ 1500 1550 7000 /1 а,' Рис.
Вс. Кииематическая вязкость чугунов доевтектнческого (и), звтектического (0) и ваевтектического (е) состввовс ! — до обработки магнием; 7 — после обработки магнием. Стрелками показано направ. ление изменения температуРы 80 1500 7БОР 17ООТ/пс,н Рис, ВВ. йлиаиие соДеРманип УглеРода (1) и кремния (У], начааьной температуры б/ормы (3) ЧОО ОРР ООО Ту,К и температзры заливки (О) на длину/спнральгм ной пробы циента теплопроводности его материала, Основные из рассмотренных закономерностей подтверждаются экспериментальными кривыми (рис. 95), полученными в опытах с заливкой спиральных проб. Формулы типа (1) рекомендуются для аналитического определения жидкотекучести П65).
Сказанное выше относительно влияния покрытия на жидко- текучесть справедливо для обычных кокилей. При литье фасонных деталей в облицованные кокили толщина облицовки играет меньшую роль. Из термофизических характеристик облицовки важное значение имеет коэффициент аккумуляции теплоты. Зная температуру, при которой происходит остановка потока металла, по формуле (1) можно рассчитать путь, пройденный металлом. Можно также определить, на сколько следует увеличить перегрев чугуна для компенсации снижения начальной температуры кокиля.
По опыту завода «Водоприбор», при уменьшении температуры формы на 50 град. Т„, следует увеличить на 25 град. Эти данные получены при произ(гым водстве чугунных отливок мас- 800 сой 17 — 22 кг и массе кокиля 7РР 400 кг. Интересные технологические исследования жидкотекучести чу- 500 гуна были проведены Л. Б. Ко- 000 гаяом и другими исследователями с помощью 11-образной пробы. Металл выплавляли в вагранке 780 производительностью 4 т/ч, Ших- Литейные свойства ту применяли двух составов: Металл, полученный по шихте 1, содержал 3,3— 35% С; 23 — 25% 51; 04 — 06% Мп; 025— 0,30% Р; 0,10 — 0,12% 5, а по шихте П: 3,6— 3 8% С; 1,6 — 1 8% 51; 0,6— Составляющие шииты и Литейные чугуны ЛКО, ЛК1...,....... 60 Чугунный лом...., . 25 Собственный возврат 15 Передельные чугуны Б1, Б2! Ферросилиций 35 15 45 5 липеинои усадки чугунных отливок при литье в кокиль в работе 152 1 рекомендована формула Липея.
иаи Типы чугунов счвуитува усадив, П+Ц 1,75— 1,65 1,64— 1,16 1,15— 1,10 0,90— 0,70 0,60— 0,00 е = 1,75 — 0,24С— Белый и+ц+гр Половин- чатый Перлитный — 0,65ф— (и + 6!%, где С и Сга — содержание общего углерода и графита,%; а и б — параметры, зависящие от торможения усадки сопряженными элементами отливки и песчаным стержнем соответственно. Параметр а зависит от П+Гр П+Ф+Гр Перлитоферритный Ферритный Ф+Гр 0 8о4Мп! 0,06 — 0,12 Р и 0,09 — 0,10 5.
Чугун заливали при 1570 К, Во всех случаях жидкотекучесть чугуна, выплавленного по шихте 11, была выше. Так, если длина прутка для чугуна по первому варианту составляла 120 мм, то по второму 167 мм. 7Кидкотекучесть обоих чугунов оказалась одинаковой, когда температуру заливки металла 11 снизили до 1520 — 1540 К, т. е. на 30 — 50 град. Линейная усадка.
Это свойство чугуна зависит от его химического состава, скорости охлаждения отливки и других факторов, оказывающих влияние на фазовые превращения. Зависимость линейной усадки от содержания основных элементов чугуна иллюстрируется кривыми рис. 96 и 97, Из этих данных следует, что с увеличением содержания графитизирующих элементов усадка чугуна снижается.
Элементы, препятствующие графитизании, усадку увеличивают. Связь свободной линейной усадки чугуна с его микроструктурой подтверждается данными, приведенными в табл. 21. Как указывалось в гл. 1тг, общая линейная усадка сплава при литье в кокиль больше, чем при литье в песчаные формы. Это положение справедливо и для т а б л и ц а 21 серого чугуна, Линейная усадив чугунов Для приближенного расчета Лапгое серого чугуна сф % 20 1,О 1,5 19 12 1,0 а 1200 1250 1500 050 1400 1450Х ' 0 01 Ц2ао аоод 1,0 2,9 3,0 % Рис. 99.
Влияние химических злемеитов иа линейную усадку чугуна Рис. 97. Зависимость относительного удлинения б и линейной усадки е чугунов от темпеРатуры при различном содермаиии ФосФора по данным Л. В. Когана и И. И. Новикова: конструкции отливки и нахоДнтся В ПрЕДЕЛВХ 0,2 — 0,4. сплонюые кривые 9.2% Р; в~триховые— Величина б составляет обычно О,!5 — 0,25, На рис. 98 показаны кривые изменения усадки чугуна по мере охлаждения.
Из кривых следует, что предусадочное расширение вследствие первичной графитизации протекает в период затвердевания. Этим объясняется пониженная склонность чугунов с пластинчатым графитом к образованию в них дефектов в виде пустот усадочного происхождения: выделяюшийся при затвердевании графит в большей или меньшей степени восполняет дефицит питания. Однако здесь необходимо подчеркнуть, что при литье в кокнль графитизация металла затруднена вследствие относительно высокой скорости нарастания твердой корочки. Влияние положения чугунов на диаграмме состояния и» закономерности образования в отливках усадочной пористости и раковин легко объяснить на основании теоретических положений, изложенных в гл. 1Ъ'.
Из условий (35) и (36) следует, что с повышением степени эвтектичности доэвтектических чугунов уменьшается склонность к образованию в отливках усадочной пористости, но увеличивается вероятность образования сосредоточенных раковин. Следует также, что усло1аоо До вия охлаждения отливок в кокилях препятствуют появлению в чугуне рас- 04 средоточенных дефектов усадочного бао 02 происхождения. иоо е% ОО оао 400 Рис.
99. Температурная зависимость свободной линейной усадки е чугуна с пластипчатым граФитом (И. И. Клочнев) -а. Литейное свойства 229 рис. 99. Зависимость показател» склонности к трещинообразованию кольцевых проб от содержания ФосФора в чугуне (штриховая линия — показатель склонности к образованию холодных трещин) рбе 60 й 50 Э В 40 "' зо б' ь 20 а ° ~о В сравнении с другими распространенными литейными сплавами чугун имеет сравнительно малую линейную и объемную усадку. Благодаря этим свойствам серого чугуна литьем в кокиль получают весьма сложные по конфигурации отливки 0 02 04 О,б ОЮ 20ДМ с различной массой и толщиной стенок.
При этом широко используют металлические стержни и болваны. Трещиноустойчнвость. С усадкой металла связаны напряженно-деформированное состояние отливки и опасность возникновения в ней трещин. В свете общих положений, изложенных в параграфе 7 гл. 1Ч, оценка трещиноустойчивости материала отливки должна заключаться в сравнении температурных зависимостей напряжений или соответствующих им деформаций с прочностью или пластичностью литого сплава. Из производственного опыта литья в кокили известно, что с повышением содержания углерода и кремния склонность чугуна к образованию трещин заметно снижается.
По данным, полученным при заливке в кокиль кольцевых проб, увеличение содержания марганца с О,б до 0,992з повышает трещиноустойчивость чугуна; дальнейшее увеличение марганца приводит к отрицательным результатам. Влияние фосфора на трещиноустойчивость чугуна при контакте отливки с формой можно оценить по кривым рис, 97. Как видно, при повышении содержания фосфора с 0,2929 до 1,199 пластичяость чугуна в нижней части эффективного интервала кристаллизации (!220 К) растет, а относительное удлинение падает.
Из этого следует повышение трещиноустойчивости чугуна. Однако концентрация фосфора в количестве 0,296 соответствует наибольшей склонности чугуна к образованию в пем трещин (рис. 99). При Р— 0 трещиноустойчивость также растет, что объясняется уменьшением при этом интервала кристаллизации. Как видно из рис. 99, при Р ) 0,8929 резко увеличивается опасность возникновения в отливках холодных трещия (штриховая линия). По мнению авторов этих данных, растрескивание кольцевых проб при комнатной температуре связано с охрупчиванием чугуна.
Практикой получения тонкостенных чугунных отливок в кокилях с металлическими стержнями установлено, что поверхност- ззо Лаенге серого чугуна ный отбел способствует образованию усадочных трещин. Связано это, по-видимому, с очень низкой пластичностью и относительно высокой усадкой цементитпой корочки. Все мероприятия, обеспечивающие получение чугуна без отбела, способствуют повышению трещиноустойчивости отливок. Как показал опыт московских заводов им. Владимира Ильича и «Водоприбор», при содержании в чугуне 3,5 — 3,7% С и 2,4 — 2,7е4 51 (сумма не менее 6' ) отливки типа подшипниковых щитов отбела це имеют, несмотря па малую толщину их стенок.
Поражаемость газовыми и неметаллическнми включениями при литье чугуна в кокиль меньше, чем при литье в песчаные формы. Объясняется это тем, что в кокиле значительно меньше источников образования указанных дефектов, чем в песчаной форме, Другие же источники этих дефектов (шихтовые материалы, плавка и заливка) мало связаны с особенностями технологии литья в кокиль и поэтому здесь не рассматриваются. При охлаждении жидкого металла, особенно при затвердевании, растворимость газа в отливке уменьшается.
Поэтому заливаемый в кокиль металл может явиться источником газовыделения. Мощность этого источника связана с газонасыщецностью расплава. Процесс выделения газа из металла зависит от скорости охлаждения и давления. Повышение скорости охлаждения отливки приводит к тому, что газы не успевают выделиться и остаются в растворенном (в металле) состоянии. Опыт показывает, что относительно небольшое давление 0,3 МПа (3 кгс/см') вполне достаточно для подавления газовыделения. При литье чугуна, однако, основными источяиками газовых дефектов являются влага, адсорбнрованная на поверхности кокиля, продукты окисления материала кокиля, газы, выделяющиеся вследствие деструкции покрытия кокиля, и, наконец, воздух, находящийся в объеме рабочей полости кокиля.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
