§ 3. РОЗВИТОК НЕОДНОРІДНОСТІ МЕТАЛУ У ВИЛИВКУ І ВНУТРІШНІХ НАПРУГАХ
У процесі кристалізації метал прохолоджується у формі нерівномірно, що сприяє безупинному руху рідини усередині виливка — йде конвектив-ное переміщення розплаву. Як правило, кристалізація починається в периферійних шарах виливки, і рідина переміщається до периферії, компенсуючи нестачу будівельного матеріалу для кристалів. Центральна частина кристалізувається останньої, і на будівництво кристалів рідини може не вистачити, що приведе до утворення порожнеч усередині товстих частин виливків — раковин, поверхня яких перебуває з витягнутих деревоподібних кристалів (дендритов).
При вивченні внутрішньої будівлі виливків у їхньому поперечному перетині можна спостерігати трьох зони з різним розміром зерна і спрямованістю кристалів. Три зони, що відрізняються по розмірах і формі зерна, добре значні в товстих перетинах виливків (див. мал. 1.11). У товстостінних виливках часто спостерігаються пори — дрібні порожнини, розосереджені по всьому перетині виливка або в окремих її частинах. Раковини і пори виникають у результаті усадки сплаву. Усадка—это скорочення об'єму сплаву в процесі його кристалізації. На розмір усадки впливають хімічний склад і метод плавки, умови кристалізації сплаву і температура металу при заливанні його у форми. Область поширення усадочних пір і раковин можна скоротити або зовсім ліквідувати правильним вибором сплаву, інтенсивністю охолодження виливків, штучним підвищенням зовнішнього надлишкового тиску в період кристалізації й установкою прибутків. Запобігання усадочних дефектів досягається шляхом створення таких умов затвердіння, при яких нестача рідкого металу у виливку, що кристалізувається, або в окремих її частинах заповнюється шляхом підведення додаткового металу з таких елементів конструкції литниковой системи, як прибули і бобышки, що харчують. Прибуток конструюють і встановлюють на виливку таким чином, щоб метал кристалізувався послідовно від стінки виливка до прибутку і щоб прибуток кристалізувався в останню чергу після затвердіння виливка. Для збереження металу в прибутку в рідкому стані тривалий час прибуток штучно обігрівають або для її стінок застосовують теплоізоляційні матеріали.
У процесі кристалізації метал у результаті усадки зменшує свій об'єм, і виливок скорочує лінійні розміри. Виливок скорочується нерівномірно в різних по товщині перетинах. Тонкі частини кристалізуваються в першу чергу і скорочуються в розмірах раніш, а масивні частини затвердевают в останню чергу і випробують утруднення в зміні розмірів. Така нерівномірність кристалізації в однім виливку викликає появу напруг у її стінках, що називаються термічними напругами. Ливарна форма і стрижні мають значну міцність і також перешкоджають усадці виливка, загальмовуючи скорочення її розмірів. У результаті гальмування усадки у виливку виникають напруги, що називають усадочними напругами. У затверділому виливку проходять складні процеси фазових перетворень, наприклад перлитные перетворення, зв'язані зі змінами микрообъемов усередині металу. При цьому в металі виникають внутрішні напруги, називані фазовими.
Зазначені напруги у виливках можуть підсумовуватися або відраховуватися.
Термічні, усадочні і фазові напруги, що залишилися у виливку після її охолодження, називають залишковими ливарними напругами. Розмір внутрішніх залишкових ливарних напруг залежить від конструкції виливка, властивостей сплаву, властивостей ливарної форми і від умов охолодження виливка у формі. Напруги можуть досягти такого розміру, що вони перевищать межу міцності металу. Особливо небезпечні напруги, що розтягують, тому що вони приводять до деформації виливків або їх руйнування. Тріщини у виливках з'являються як у гарячому, так і в холодному стані. Поява тріщин можна запобігти правильним добором ливарного сплаву, режимом охолодження, раціональною конструкцією литниковой системи, підвищенням піддатливості форм і стрижнів, вирівнюванням температури кристалізації за допомогою холодильників. Зниження і перерозподіл внутрішніх напруг у виливках досягається штучним і природним старінням.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.