Бураков (550672), страница 52
Текст из файла (страница 52)
держание оптимальной частоты заливки н режима охлаждения формы Очистка кокиля, ликвидация сетки трещин (обычно путем механической обработки), нанесение на кокиль при консервации аитикоррозионного покрытия Снижение газатворной способности связующего, тщательное высушивание стержня, снижение скорости заливки металла Повышение температуры заливаемого ме- 1, галла, снижение содержания серы и повышение содержания фосфора и кремния (не более 3%) Устройство коротких литниковых систем, заливка сверху 241 Виды брака !1ркепка брака Трещикы Ускоренное охлаждение потока расплава Нетехнологичность конструкции отливки Разъем кокиля по кромке от- ливки лдестный перегрев отлннкн Недостаточная податливость формы Залив металла по поверхностям сопряжения частей кокиля Ускоренное и неравноялерное охлаждение отливки после извлечения из кокиля Продолжениетабл.
24 Способы предтпрелкдеппп Повышение начальной температуры кокиля, тщательное нанесение теплозащитного покрытия на кокиль в зонелитниковой системы Упрощение конструкции отливки: выпол- няются плавные переходы, вводятся гал- тели, уклоны и др. Перенос разъема формы на расстояние не лленес 2 — 3 мм от кромки отливки Рассредото ~нвппие подвода металла Применение податливых песчавыл стерж- нев, раннее извлечение металлических стержней, раскреплевие кокиля и извле- чение отливки из формы Тщательная сборка формы, подгонка ча- стей кокиля Замедление охлаждения отливки, напри- мер путем помещения ее в термастат Глава ХП ЛИТЬЕ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЪ|М ГРАФИТОМ е литейные сВойстВА Вязкость и поверхностное натяжение.
Вязкость чугунов, независимо от их положения на диаграмме состояния, после обработки магнием и церием заметно падает. Снижение температуры расплава приводит к повышению вязкости (см. рис. 94). Вязкость растет с увеличением содержания углерода и при изотермической выдержке. Последнее обстоятельство, по мнению Н. И. Клочнева, связано с удалением из расплава модификатора (66). Обработка чугунов магнием и церием вызывает увеличение поверхностного натяжения расплава на 50 — 60%. Жидкотекучесть. Данные о влиянии магния на жидкотекучесть чугуна разноречивы.
Влияние начальной температуры кокиля, температуры заливки, толщины и состава покрытия кокиля на жидкотекучесть чугуна с шаровидным графитом аналогично влиянию на жидко- текучесть чугуна с пластинчатым графитом. Количественная оценка влияния перечисленных факторов может быть осуществлена с помощью формулы (1). Усадка. В табл.
25 приведены данные (Р. Л. Снежной, Г. В. Немченко) о свободной линейной усадке в кокилях образцов нз высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Как видно, увеличение диаметра образцов, а также дополнительное модифицирование металла ферросилицием приводят к уменьшению усадки. Полученные результаты вполне закономерны и объясняются увеличением степени графитизацни с ростом толщины стенки отливки и с вводом графитизирующего модификатора.
Сравнение данных табл. 21 и 25 показывает, что полная усадка чугуна с шаровидным графитом примерно равна усадке чугуна с пластинчатым графитом при аналогичных металлических основах (образцы диаметром 10 мм имели структуру белого, диаметром 30 мм — половинчатого и диаметром 50 мм — перлитного чугунов). Многочисленными исследованиями установлено, что влияние химического состава и скорости охлаждения на рассматриваемое свойство не зависит от формы включений графита.
Особенность линейной усадки чугуна с шаровидным графитом заключается в 2 — 3 раза большей, чем у чугуна с пластинчатым графитом„ величине предусадочного расширения, а также в более либо менее полной реализации последнего процесса после затвердевання (рис. 105). Вследствие этих особенностей чугун с шаровидным графитом имеет пониженную склонность к образованию горячих трещин, но повышенную склонность к образованию усадочных в основном сосредоточенных раковин и пористости (рис. 106). Графики на рис.
106 показывают, что объем усадочных л43 Литейные свойства Таблица 25 Сиободиая линейная усадка чугуна )350 )520 )гаа )гсо ) 200 И )О в ы2 Д % 0,7 0.3 0,5 0,7 Рис. 1Оа. Относительный объем усвдочных раковин (%) в отливках: ) — усадочныервковнпы и пористость;г— сосредоточеннме усадочные раковины Рнс. 1Об. Ивменеиие температуры отливки Сп и предусвдачного расширении (р) чугуна (по И. И, Клочневу) раковин зависит от углеродного эквивалента и достигает максимальной величины, если состав чугуна близок к эвтектическому. Опыт показывает также, что объем усадочной раковины увеличивается при снижении 7'„,. Влияние ширины интервала кристаллизации ВЧШГ на особенности усадочных процессов аналогично рассмотренному ранее для серого чугуна (см.
параграф 1 гл. Х1). Трещнноустойчивост(ы Как указывалось, чугун с шаровидным графитом имеет предусадочное расширение большее, чем серый чугун, и, следовательно, меньшую склонность к образованию горячих трещин. Благодаря этому в кокилях из чугуна с шаровидным графитом получают весьма сложные отливки, т. е. такие, формирование которых протекает в условиях сильно затрудненной усадки. Сказанное подтверждается производственными примерами (см. рис, 66 и 72), а также результатами специальных исследований. При отливке образцов диаметром 10, 30 и 60 мм в кокилях, исключающих свободную усадку металла, было установлено (Р.
Л. Снежной, Г. В. Немченко), что трещины образуются в интервалах температур 1000 †9, 970 †7 и 800 †7 К соответственно. Следовательно, опасные с точки зрения образования трещин интервалы температур находятся ниже, чем принятые температуры удаления отливок из кокиля. 1)1ожно подчеркнуть, что 244 Литье аргуна с шаровидным гра4итом с повышением толщины стенки отливки опасность появления горячих трещин снижается. Чугун с шаровидным графитом, однако, имеет повышенную в сравнении с серым чугуном склонность к образованию холодных трещин. Этот недостаток проявляется полнее всего при литье в кокиль, что связано с отбелом чугуна (особенно в тонких сечениях). Из других факторов, влияющих на образование холодных трещин, необходимо отметить относительно высокое значение модуля упругости и пониженную величину теплопроводносги.
Понятно, что эти факторы снижают трещиноустойчивость высокопрочного чугуна. Поражаемость газовыми и иеметаллическими включениями. Данные относительно поражаемостн газовыми включениями серого чугуна, изложенные в предыдущей главе, имеют прямое отношение к литью чугуна с шаровидным графитом. Для отливок из чугуна с шаровидным графитом характерны также неметаллические включения, получившие название «черные пятнаа. Первыми исследованиями зон отливок, пораженных черными пятнами, было обнаружено повышенное (в сравнении со средним) содержание магния (в несколько раз) и серы (в несколько десятков раз). Это послужило основанием для предположения, что черные пятна представляют собой в основном сульфиды магния (МйВ), образующиеся при модифицировании.
Такое предположение подтверждалось уменьшением черных пятен по данным серных отпечатков по мере снижения в чугуне содержания серы. Однако позднее, благодаря исследованиям Е. Б. Шицмана и др., было установлено, что черные пятна кроме МяЯ содержат МяО в виде окисных плен. Включения сульфидов имеют более или менее компактную форму.
Их образование завершается в процессе модифицирования и связано с наличием серы расплава. Обладая существенно меньшей, чем чугун, плотностью включения, МдЯ легко всплывают в ковше. Позтому радикальными мерами борьбы с сульфидными включениями являются снижение содержания серы в чугуне (до 0,0!ой) и перевод сульфидов в шлак с помощью флюсов (криолит, плавиковый шпат и др.) с последующим скачиванием шлака. В случае, когда сульфиды попадают в форму, они располагаются обычно в верхней по заливке части отливки. При ускоренном охлаждении чугуна (например, в кокиле) соединения МйЯ могут быть рассредоточены по объему отливки. Они легко обнаруживаются по серным отпечаткам и характерному темно-серому цвету в изломе. Включения окислов имеют форму тонких пленок. Эти включения, действуя подобно надрезам, заметно снижают прочность, пластичность и герметичность чугуна.
Окислы образуются на свободной поверхности расплава, чем и объясняется их пленочный вид, Литейио7е свойства Рис. 707. Окисвме илеИы е извоМе отливки «З вУ. гуик, мокификировкииого мкгиием а также возникновение как в ковше, так и при движении металла в форме, Пленки окислов при завихрении потока расплава разрываются и застревают в теле отливки. Их размеры могут быть от десятых долей до нескольких миллиметров (рис. 107). С окиснуями пленами могут взаимодействовать включения сульфидов.
В этом случае плены обнаруживаются по серным отпечаткам. Образование плен связано с повышенной окисляемогтью магниевого чугуна. Как показал Е, Б. Шицман, склонность чугуна к образованию этих включений зависит от температуры и содержания магния: чем больше магния содержится в металле, тем выше температура пленообразования. При нагреве выше этой температуры образование плен термодинамически невыгодно. Так, при содержании 0,035— 0,037% Мя окисные плены не обнаруживаются, если Т„, свыше 1690 — ! 720 К. Из изложенного следует, что борьба с окисными пленами заключается в предотвращении окисления расплава магниевого чугуна.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
