Диссертация Ариновой С. К.+. pdf


Влияние температуры заливки на качество отливки



бет40/48
Дата23.02.2022
өлшемі5.98 Mb.
#26172
түріАналитический обзор
1   ...   36   37   38   39   40   41   42   43   ...   48

Влияние температуры заливки на качество отливки


Жаропрочные сплавы, из которых изготавливают детали печного оборудования, являются многокомпонентными сплавами, что создает определенные сложности при их заливке и кристаллизации, т.к. они имеют достаточно широкий интервал между солидусом и ликвидусом [87].

К важным технологическим параметрам заливки относятся температура заливки, скорость заливки и время выдержки отливки в литейной форме [88]. Все они в значительной мере влияют на процесс кристаллизации металла и, следовательно, способствуют формированию основных свойств будущей детали [89]. К важным технологическим параметрам заливки относятся температура заливки, скорость заливки и время выдержки отливки в литейной форме и т.д.

Температура заливки оказывает большое влияние на формирование структуры отливки: пористость, величину усадочной раковины, размер первичного зерна, ликвацию и пр. Кроме того, температура заливки влияет на газонасыщение, что также влияет на мелкую пористость и дополнительное формирование неметаллических включений. С другой стороны, температура заливки определяет жидкотекучесть сплава, что особенно важно при фасонном литье и получении тонкостенных отливок. Опасны, как излишне завышенная температура заливки, так и пониженная температура. В первом случае излишний перегрев сплава в процессе заливки приводит к увеличению времени затвердевания сплава, что провоцирует повышенную как зональную, так и дендритную ликвацию в отливке. Во втором случае снижение температуры

заливки приводит к увеличению вязкости, что абсолютно недопустимо при фасонном литье. Кроме того высокая вязкость расплава препятствует всплыванию неметаллических включений, что приводит к ухудшению индекса загрязненности.

Особенность заливки жаропрочных сплавов связана с температурным интервалом ликвидуса, который обычно является более широким, чем для обычных сталей. Кроме того, если при кристаллизации сталей желательно получить мелкозернистую структуру для достижения хороших прочностных свойств, то при кристаллизации жаропрочных сплавов получение мелкого зерна не является целью, т.к. мелкозернистая структура наоборот способствует развитию ползучести [91].

В общем случае температуры заливки выбирают на 100 -1400 С выше, чем температура ликвидуса [89, с.280]. Для жаропрочных сплавов, как и вообще для многокомпонентных сплавов, приходится говорить не о температуре, а о температурном интервале, который может быть достаточно широким. Рассчитать температуру ликвидуса даже с учетом современных программ типа ThermoСalс можно только в первом приближении.

Как известно, температура заливки зависит от химического состава. В первом приближении для сталей и сплавов на основе железа ее можно определить по уравнению (1) [90]:
tзаливки = 1539 - 79C - 12Si - 5Mn - 1,5Cr - 4Ni - 2Mo - 2V - 30P - 25S (5.2)
В данной работе исследовалось влияние температуры заливки жаропрочного сплава на основе системы Fe-Cr-Ni на структуру и свойства отливки, полученной по технологии ЛГМ.

Предварительный расчет по программе Thermocalс и уравнению (1) показал, что температурный интервал ликвидуса сплава лежит в пределах 1560- 16100С. Сплавы с высоким содержанием хрома обладают более низкой жидкотекучестью, чем аустенитные жаропрочные стали. Повышение содержания углерода способствует образованию карбидной фазы, которая улучшает жидкотекучесть, но в данном случае содержание углерода составляет всего 0,065%, поэтому говорить о значительном карбидном влиянии на вязкость расплава в данном случае некорректно. Наличие в составе сплаве титана также приводит к ухудшению жидкотекучести сплава и возможному образованию окисных пленок на поверхности расплава, поэтому заливка сплава в формы должна проводиться достаточно быстро.

Принимая во внимание указанные факторы, температуру заливки определили в интервале 1700-17500С. Температуру заливки варьировали в пределах 1700 -1760 0С с шагом 200С [92, с.227].

Пониженная температура заливки приводит к увеличению времени заполнения формы, что в свою очередь приводит к большему растворению газов; повышенная температура заливки способствует образованию ситовидной пористости. Надо отметить, что пористость отливки является скрытым

дефектом, который трудно обнаруживается при микроскопических исследованиях даже при больших увеличениях.

На рисунке 5.5 приведены микроструктуры образцов, полученные из отливок, изготовленных при разной температуре заливки.





а б

в г
Рисунок 5.5 – Микроструктура (нетравленая) сплавов, полученных при разной температуре заливке: а - 17000С; б - 17200С; в - 17400С; г - 17600С


Как видно из данных, температура заливки оказывает влияние на величину пористости отливки. Наиболее плотное тело отливки формируется при температуре заливки 1720 – 17400С. Именно в этом же интервале температур наиболее благоприятный характер распределения пор по размерам: наибольший объем пор приходится на поры радиусом от 1 до 100 нм, практически отсутствуют поры радиусом больше 10 000 нм (рисунок 5.6).

Отрицательное влияние на прочностные свойства при наличии мелкой ситовидной пористости [92, с.227, 93, с. 344] менее выражено чем при наличии крупной пористости при одинаковом объеме пор.



Рисунок 5.6 Распределение пор по размерам в отливке, полученной при температуре заливки 17200С





    1. Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   36   37   38   39   40   41   42   43   ...   48




©emirsaba.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет