Диссертация Ариновой С. К.+. pdf
Фазы На основе железа
Dissertatsiya-Arinovoj-S.K. (pdf.io)
- Бұл бет үшін навигация:
- Сравнительный анализ методов точного литья применительно в
| Фазы
|
На основе железа | |
|
Суперсплавы на основе никеля | ||
|
1 |
2 |
3 |
|
Матрица |
γ–раствор, неупорядоченная ГЦК (Fe, Cr, Ni.). |
γ – раствор, неупорядоченная ГЦК, (Ni, Cr, Co, ...). |
|
Геометричес- |
γ' -фаза, упорядоченная ГЦК, тип |
γ'-фаза, упорядоченная ГЦК, тип |
|
кий |
AB3, (Ni, ...)3(Al, Ti); |
AB3, (Ni,Co,Fe,Cr, ...)3(Al, Ti); |
|
плотноупокова |
γ"-фаза, упорядоченный, тип AB3, |
γ"-фаза, упорядоченное, тип AB3, |
|
н-ные |
Ni3Nb; |
Ni3Nb; |
|
|
η - фаза, ГПУ, тип AB3, Ni3Ti; |
η- фаза, ГПУ, тип AB3, Ni3Ti; |
|
|
δ- фаза, ромбическая, тип AB 3, |
δ- фаза, ромбическая, тип |
|
|
Ni3Nb; |
AB3,Ni3Nb |
|
|
β-фаза, ОЦК, тип AB, NiAl. |
|
|
Топологически |
σ- фаза, тип AB, Fe-Ni-Cr-Mo; |
σ- фаза, тип AxBy, (Fe, Mo)x(Ni, |
|
плотноупокова |
фаза Лавеса - ГПУ, тип A2B, Fe2Mo, |
Co)y; |
|
н-ные |
Fe2W, Fe2(Ti, Nb); G- ГЦК, тип |
фаза Лавеса - ГПУ, тип A2B, (Fe, |
|
|
A16D6C7, Ni16Ti6Si7, Ni16Nb6Si7; |
Cr, Mn, Si)2(Мо, Ti, Nb); |
Продолжение таблицы 1.4
|
1 |
2 |
3 |
|
|
μ– фаза, ромбоэдрическая, тип A6B7, (Cr, W) 6(Fe, Co)7; χ-тип ch, bcc, (Fe, Cr, Mo) или M18C, Fe36Cr12Mo10. |
G- ГЦК, тип A6B23, Hf6Ni8Al15; μ-фаза, ромбоэдрическая, тип A6B7,(Mo, W)6(Ni, Co)7. |
|
Карбиды |
MC - ГЦК, (Ti, Nb, V, Zr, Ta) C; M7C3- тригональная, Cr7C3; M23C6- ГЦК, (Cr, Ni, Mo, Fe)23C6; M6C - алмаз типа ГЦК, (Fe, Cr)21Mo3C, Fe3Nb3C. |
MC - ГЦК,(Ti, Mo, Nb, Ta, W) C; M7C3- тригональная, Cr7C3; М23С6- ГЦК, (Cr, Мо, Со, W, Nb)23С6; M6C - алмаз типа ГЦК, (Ni, Co)3Mo3C, (Ni, Co) W4C. |
|
Бориды Карбонитриды |
М23(С, В)6- ГЦК |
M3B2- тетрагональная, (Мо, Ti, Cr, Ni, Со)3B2; М23(С, В)6- ГЦК. |
|
Нитриды и карбонитриды |
MX - ГЦК, Ti (C, N), Nb (C, N);МН2- ГПУ, Cr2Н. |
MX - ГЦК, Ti (C, N); М23(С, N)6- ГЦК. |
|
Другие |
М (С, Н, Р); (М, Р)23С6; Cr3Ni2Si; α-фаза, ОЦК, (Cr, Fe); Ti4C2S2. |
Nix(Mo, Cr)y(C, Si); Ti4C2S2; ZrSх. |
Кристаллические решетки различных ТПУ фаз описаны в работах [33,34]. ТПУ фазы образуются во многих коррозионностойких сплавах и имеют сложную кристаллическую структуру с количеством атомов на ячейку 30 в большинстве случаев. В ТПУ- фазах плотно упакованные слои атомов отделены друг от друга относительно большим межатомным расстоянием. Характерная топология образуется в результате того, что слои плотноупакованных атомов смещены относительно друг друга. Характерной особенностью ТПУ фаз, выделяющихся в сплавах системы Fe-Cr-Ni, является повышенное содержание в них ферритостабилизатора Cr.
Сравнительный анализ методов точного литья применительно в
РК
Сегодня литейное производство достигло значения самостоятельной
отрасли промышленности, обеспечивающей прежде всего литыми деталями и заготовками машиностроение, приборостроение и металлообработку.
Как известно, различные литые детали для печного оборудования (такие как «Поддон», «Колосник», «Печная оснастка» и др.), работающие в высокотемпературных режимах в печах изготавливают из жаропрочных сплавов.
На сегодняшний день существует ряд способов изготовления литых деталей:
литье с использованием холодно-твердеющих смесей (ХТС);
литье в песчано-глинистые формы (ПГФ);
литьё по выплавляемым моделям (ЛВМ);
метод литья по газифицируемым моделям (ЛГМ)
центробежное литье;
метод литья в песчано-смоляные формы (ПСФ)
литье в кокиль и др.
В каждом методе есть свои преимущества и недостатки.
Метод литья в песчано-смоляные формы (ПСФ) заключается в том, что литейную форму, имеющую полость, в которую заливают расплавленный металл, изготавливают из формовочной смеси по модели. Модель – это приспособление для получения в форме рабочей полости, повторяющей форму будущей отливки. Модели могут изготавливаться из дерева, пластмассы или металла, размеры их должны быть больше размеров отливок на величину усадки
Преимуществом литья в песчано-глинистые формы является невысокая стоимость формовочных материалов и модельной оснастки. Однако этот способ литья является более трудоемким в сравнении с другими. Кроме того, литьё в песчано-глинистые формы обеспечивает малую точность размеров и большую шероховатость поверхности [35].
Следующий способ, литье по выплавляемым моделям, при котором процесс получения отливок заключается в следующем: в пресс-форме из легкоплавкой смеси стеарина (50 %) и парафина (50 %) отливают модель отливки и элементов литниковой системы. Температура прессования смеси 42…45 0С. Модель и литниковую систему собирают в блок, покрывают керамической оболочкой (толщиной 2…8 мм). Керамическое покрытие состоит из 60…70 % пылевидного кварца или тонко измельченного кварцевого песка и 30…40 % связующего вещества (раствор этилсиликата). Затем из керамической литейной формы водой, паром или горячим воздухом выплавляют модель. Освобожденные от модели формы помещают в опоки с песком, уплотняют и прокаливают при 900…950ºС в течение 3…5 ч. При этом происходит выгорание остатков модельного состава и отжиг керамической формы. После прокаливания в готовые формы производят заливку металлом.
Литье по выплавляемым моделям обеспечивает получение размеров отливки большой точности. Этим способом можно получить отливки самой сложной формы с толщиной стенок до 0,3…0,8 мм с минимальным припуском на механическую обработку (до 0,7 мм).
Недостатки – стоимость отливок, получаемых литьем по выплавляемым моделям, выше, чем изготавливаемых другими способами литья. Из-за низкой температуры размягчения, достаточно большой объемной усадки этот метод имеет ограниченную область применения, особенно, в летний период.
Центробежное литье - способ изготовления полых отливок типа тел вращения из цветных и железоуглеродистых сплавов, а также биметаллов. Сущность способа состоит в заливке жидкого металла во вращающуюся металлическую или керамическую форму (изложницу). Жидкий металл за счет центробежных сил отбрасывается к стенкам формы, растекается вдоль них и затвердевает. Неметаллические включения собираются на внутренней стороне отливки и удаляются при дальнейшей механической обработке. После
охлаждения готовая отливка с помощью специальных приспособлений извлекается из формы [36].
Отливки получаются точной конфигурации, с малой шероховатостью поверхности и имеют плотную мелкозернистую структуру металла.
Как и при кокильном литье, металлические формы перед заливкой жидкого металла подогреваются и на них наносятся защитные покрытия.
Центробежное литьё - высокопроизводительно (за 1 ч. можно отлить 40…50 чугунных труб диаметром 200…300 мм), дает возможность получать полые отливки без применения стержней и биметаллические отливки последовательной заливкой двух сплавов (например, стали и бронзы), по сравнению с литьем в стационарные песчано-глинистые и металлические формы обеспечивает более высокое качество отливок, почти устраняет расход металла на прибыли и выпоры, увеличивает выход годного литья на 20…60 % [37].
В настоящее время все большее распространение получает метод литья по газифицируемым моделя (ЛГМ). При использовании метода ЛГМ отсутствуют операции извлечения модели из формы, что в свою очередь повышает точность получаемых отливок за счет устранения возможных сдвигов и перекосов отдельных частей формы [38]. Также исключается использование стержней, что повышает точность отливок, это упрощает процесс формовки, исключает затраты на изготовление стержней, подготовку материалов и способствует улучшению экологии за счет исключения вредных связующих. Все эти факторы сокращают цикл производства готовой продукции и ее себестоимость.
Применение метода ЛГМ обеспечивает:
высокую точность отливок;
чистую поверхность отливок;
возможность вторичного использование формовочного песка;
экологичность.
Оборудование участка ЛГМ включает в себя вакумную установку, галтовочный барабан, станок для изготовления моделей из пенополистирола (ЧПУ), вибростол [39].
Качество отливок зависит от качества модели (качества материала модели), собранного блока и обработки его антипригарной краской, степени виброуплотнения, конструкции ваккумированной опоки, температуры и поддержания заданной скорости заливки и правильно подобранной литниковой системы.
На сегодняшний день большая часть литых деталей в РК (около 70%) производится методами литья в песчано-глинистую форму (ПГФ). Основным преимуществом литья в ПГФ является простота технологии и относительно невысокая стоимость отливки.
Однако литье в ПГФ экономически оправданно, если материал для литья является недорогим (углеродистые и низколегированные стали, чугуны). Основным недостатком метода ПГФ является низкая точность готовой отливки,
низкая чистота поверхности и высокий процент вероятности литейных браков. Эти недостатки приводят к потерям металла за счет последующей металлобработки для достижения заданных размеров и чистоты поверхности, либо к переплавке отливок в случае литейного брака. По данным [40] потери металла за счет перечисленных факторов при литье в ПГФ могут составлять до 35-40%, соответственно себестоимость готовой детали возрастает. При литье дорогостоящих материалов, таких как жаропрочные стали и сплавы, такие потери недопустимы, поэтому в качестве методов получения отливки из жаропрочных сплавов, необходимо ориентироваться только на методы точного литья.
Из существующих методов точного литья нами предлагается использовать метод ЛГМ. Основанием для этого выбора является следующее:
метод ЛГМ позволяет получать достаточно точные по размерам отливки с высокой чистотой поверхности;
при правильном ведении процесса количество литейного брака составляет 10-15% по сравнению с 20-30% при ПГФ;
технология ЛГМ достаточно проста по сравнению с другими методами точного литья;
технология ЛГМ достаточно распространена в РК, что не требует дополнительных инвестиций для внедрения разрабатываемой технологии;
Достарыңызбен бөлісу:
