Cтраница 2
Процесс затвердевания отливок в формах сопровождается линейной и объемной усадкой. Затвердевание металла в форме происходит от периферии к центру. Полная объемная усадка складывается из усадки металла: 1) в жидком состоянии, 2) от начала до конца затвердевания, 3) от конца затвердевания до температуры окружающей среды. Объем усадочных раковин, образующихся в стальных отливках и слитках, в зависимости от веса и конфигурации отливки, а также от условий заливки и от состава стали колеблется в широких пределах ( от 3 до 6 %) - Уса-дачные раковины появляются в тех местах, где сталь затвердевает в последнюю очередь. Ниже усадочной раковины находится зона усадочной рыхлоты, которая также снижает прочность отливки. Наиболее опасными в отношении получения усадочных раковин являются узлы скопления металла и замедленного отвода тепла. [16]
Процесс затвердевания отливки осложняется тем, что все эти зоны взаимодействуют между собой. В частности, центральная зона ( перегретый жидкий металл) тормозит развитие процесса затвердевания отливки; в некоторых случаях, при значительном перегреве жидкого металла, затвердевание может приостановиться, а твердая корочка - частично или полностью - расплавиться. Это явление особенно существенно при затвердевании в потоке, когда теплообмен между жидким металлом и фронтом растущих кристаллов протекает с большой интенсивностью. [17]
Процесс затвердевания отливок усложняется также тем, что литейные сплавы кристаллизуются в интервале температур. Известно, что в зависимости от интенсивности охлаждения отливки в форме затвердевание в этом случае может быть и последовательным, и объемным. [18]
При затвердевании отливки может наблюдаться макроликвация двоякого рода. Во-йервых, это нормальная ликвация, которая происходит вследствие наличия перемешивания в жидкости. Степень ликвации в этом случае увеличивается с уменьшением скорости кристаллизации V и равновесного коэффициента распределения АО ( см - фиг. Во-вторых, это так называемая обратная ликвация, которая заключается в том, что примесью с k0 C 1 обогащены участки отливки, прилегающие к охлаждающим поверхностям, а не центральные участки. Это обусловлено тем, что обогащенная примесью жидкость под действием давления, создаваемого сжатием твердой фазы, затекает в междендритные промежутки и благодаря естественному сокращению объема этих областей вследствие роста доходит до самых наружных участков отливки, обогащая их примесью, так как концентрация примеси в этой жидкости бывает близка к эвтектической. [19]
При затвердевании отливки на поверхности ее образуется твердая корочка, которая отделяет внутреннюю, еще жидкую часть металла отливки от наружной среды. Вследствие усадки эта внутренняя часть при затвердевании уменьшается в объеме. В результате металла нехватает, отчего внутри отливки образуется пустая полость, или усадочная раковина. [20]
При затвердевании отливки может проявиться ликвация по плотности. Эта неоднородность проявляется в макромасштабах. Эффективный способ борьбы с ликвацией по плотности заключается в повышении скорости охлаждения и перемешивании металла при кристаллизации. [21]
При затвердевании отливок создают резко направленный отвод тепла, что обеспечивает ориентированный рост столбчатых кристаллов. В результате направленной кристаллизации получаются почти идеальные прямоугольные кривые размагничивания; остаточная индукция в этом случае практически равна магнитному насыщению. [22]
В период затвердевания отливки из металла выделяются газы, которые растворены в жидком металле. Если газовый пузырь не успевает всплыть на поверхность находящегося в форме металла или в прибыль, то в отливке образуется газовая раковина. Источником образования газовых раковин может быть и форма при недостаточной ее газопроницаемости. [23]
В период затвердевания отливки из металла выделяются газы, которые растворены в жидком металле. Если газовый пузырь не успевает всплыть на поверхность находящегося в форме металла или в прибыль, то в отливке образуется газовая раковина. Источником газовых раковин может быть и форма при недостаточной ее газопроницаемости или при выделении ею большого количества газа. Газовые раковины чаще всего образуются около поверхности горизонтально расположенных стенок отливки, а также в местах, где затруднен отвод газа. [24]
Особенности процесса затвердевания отливок в связи с характером кристаллизации сплавов выражаются в следующем. Неразветвленность, компактность растущих кристаллов в данном случае объясняется близостью их состава к составу расплава, благодаря чему они имеют возможность непрерывно и почти беспрепятственно развиваться во всех направлениях. [25]
Находим скорость затвердевания отливки без стержней, равную 2 1 мм / сек, и с песчаным стержнем, равную 1 10 мм / сек. [26]
В период затвердевания отливки из металла выделяются газы, которые растворены в жидком металле. Если газовый пузырь не успевает всплыть на поверхность находящегося в форме металла или в прибыль, то в отливке образуется газовая раковина. Источником газовых раковин может быть и форма при недостаточной ее газопроницаемости или при выделении ею большого количества газа. Газовые раковины чаще всего образуются около поверхности горизонтально расположенных степок отливки, а также в местах, где затруднен отвод газа. [27]
Неравномерная скорость затвердевания отливки, в результате которой усадка одной части отливки опережает усадку другой части. [28]
Аналитическое исследование затвердевания отливки в форме необходимо по двум причинам: во-первых, потому, что именно с его помощью удается установить наиболее полное представление о механизме процесса, и, во-вторых, потому, что оно дает возможность получить приближенные расчетные формулы, которые будут полезными при выборе рациональных параметров технологии. Поэтому теоретическая схема процесса должна отражать основные его особенности и в то же время быть доступной для аналитического исследования. [29]
Исследование процесса затвердевания отливок с позиций рассматриваемой задачи может быть только последовательно макрофизическим, так как в основу этого исследования, как было уже отмечено выше, положено явление теплового взаимодействия отливки и формы. По этой причине без особого ущерба точности при решении задачи о затвердевании можно не учитывать переохлаждение жидкого металла перед фронтом кристаллизации и, следовательно - что самое существенное. [30]