Причины горячих трещин в РАМЕ БОКОВОЙ

Многие литейщики столкнулись и пытаются разобраться с причинами горячих (кристаллизационных) трещин в габаритных тонкостенных стальных отливках типа «РАМА БОКОВАЯ».

Поскольку данная отливка хорошо известна нескольким поколениям литейщиков, под ее производство построено несколько литейных заводов только в последние 5 лет и закуплены различные системы моделирования отливок (MAGMA, ПОЛИГОНсофт, LVMFlow, SOLIDCAST и др.), предлагаю на ее примере обсудить подходы с пониманию проблемы, постановку задачи, возможности моделирования и способы решения проблемы горячих трещин.

Характерное место возникновения трещины в отливке «РАМА БОКОВАЯ» — угол буксового проема.

Есть несколько мнений по поводу причин трещин (горячих) в буксовом проеме:

1. ЦНИИМ-инвест <noindex>считают</noindex>, что причины в неравномерном температурном поле. Трещины вызывают тепловые деформации, а податливость формы не при чем. Достаточно изменить подвод металла и причин для трещин не возникнет.

2. Трещины в буксовом проеме вызваны «некачественным» металлом с низкой трещиноустойчивостью. Это мнение многих «металлургов» и «литейщиков» на производствах.

Например, этому посвящена статья Кульбовский И.К., Тупатилов Е.А., Михайлов В.Н. О влиянии температуры заливки и химсостава стали 20ГЛ на образование горячих трещин в железнодорожных отливках в <noindex>ЛП №7-2010</noindex>

3. Трещины вызваны плохой податливостью формы. Отливка при затвердевании усаживается, некоторые части формы и стержня мешают. Возникают деформации, превышающие предельные и происходит зарождение и развитие трещины. Действительно на габарите буксового проема (примерно 2400 мм) полная усадка составляет около 50мм. Если она будет локализоваться в опасном месте — будет трещина. Конечно, в интервале кристаллизации и на пол-отливки усадка значительно меньше, но около 5…10 мм.

4. Причина трещин кроме локализации деформаций — развитие несплошностей, вызванное недостаточным питанием. Такое мнение высказано, например, в статье <noindex>»Прогнозирование кристаллизационных трещин в стальных отливках» О.М. Огородникова, С.В. Мартыненко, В.М. Грузман.</noindex>

Я склоняюсь к мнению, что причина трещин в РАМЕ кроме локализации деформаций — развитие несплошностей, вызванное недостаточным питанием.

Соответственно, мнение, как устранить дефект:

1. Уменьшить КЛР и общую линейную усадку материала отливки в существенных пределах не представляется возможным.

2. Существенно повлиять на скорости кристаллизации различных зон отливки сложно технологически. Установка внутренних и внешних холодильников, использование смесей с высокой теплоаккумулирующей способностью усложняют технологию и должны минимизироваться в массовом производстве.

3. В первую очередь необходимо устранить причину недостаточной компенсации усадки и ликвидировать макродефекты (раковины и пористость) в опасных зонах. Достигается технологическими напусками и установкой прибылей. При этом важно обеспечить минимальную достаточность питания, т.к. избыточный перегрев опять будет способствовать неравномерности температурного поля и локализации деформаций.

4. Уменьшить локализацию деформаций в опасной зоне за счет разнесения деформации из локального места на протяженную зону путем установки противоусадочных ребер. Кроме разнесения деформации, ребра (при соответствующей геометрии) работают как холодильники и способствуют образованию жесткого каркаса.

5. Снизить напряжения и увеличить прочность опасного места за счет разгрузки и переноса нагрузки на технологические удаляемые перемычки, которые будут затвердевать раньше и брать на себя значительную часть нагрузки, разгружая опасное место.

6. Максимально увеличить податливость формы и стержней в момент возникновения и развития горячей трещины. На это влияет характеристика разупрочнения материала при деструкции (тип связующего и его минимальное количество), геометрия стержней с максимальным опустошением, время снятия вакуума при ВПФ и др.

7. Некоторого снижения температурных деформаций можно добиться изменением подвода металла с целью вообще уменьшить перегрев и обеспечить более равномерное затвердевание.

8. Металл всегда необходим «хороший».

Такой комплексный подход был ранее предложен <noindex>здесь</noindex>.

Какие подходы были опробованы на различных предприятиях и какие результаты?

Какие методики расчетов и программное обеспечение использовалось?

Edited July 14, 2010 by URRY

Трещины горячие — Энциклопедия по машиностроению XXL

Дефекты отливок по внешним признакам подразделяют на наружные (песчаные раковины, перекос, недолив и др.) внутренние (усадочные и газовые раковины, трещины горячие и холодные и др.)-   [c.180]

Трещины горячие и холодные — разрывы в теле отливки, возникающие при заливке чрезмерно перегретым металлом, из-за неправильной конструкции литниковой системы и прибылей, неправильной конструкции отливки, повышенной неравномерной усадки, низкой податливости форм и стержней и др.  [c.180]

Трещины горячие образуются в процессе кристаллизации металла вследствие одновременного резкого снижения пластических свойств его в температурном интервале хрупкости и действия растягивающих напряжений. Вероятность образования горячих трещин зависит от химического состава металла шва, скорости нарастания и величины растягивающих напряжений, формы сварочной ванны и шва, размера первичных зерен аустенита и увеличивается с повышением в металле шва углерода, кремния, никеля, вредных примесей (серы и фосфора). Для горячих трещин характерен межкристаллитный вид разрушения.  

[c.8]

Отливки из сплавов алюминиевых — Герметичность 100, 101 —Литье — Способы 76, 102 —Свойства 79, 99 — Трещины горячие 84, 87, 100, 101  [c.296]

Технологической прочностью материала называют его способность воспринимать без разрушения напряжения и деформации, возникающие в процессе обработки. При сварке низкая технологическая прочность металла приводит к образованию трещин в металле шва и в зоне термического влияния. Различают два основных вида трещин горячие и холодные.  [c.31]

Трещины горячие 31, 150, 212 Трещины холодные 33, 212  [c.394]

Недостатки этих сплавов — их высокая стоимость и дефицитность, а также большая усадка, приводящая к образованию горячих трещин. Горячие трещины иногда имеют вид сплошной сетки, что снижает прочность сварного соединения. В связи с этим данные сплавы не рекомендуется применять для заварки трещин в изделиях, которые несут силовую нагрузку. Заварка же отдельных мелких раковин позволяет получить хорошие результаты, так как обеспечивает возможность последующей механической обработки.  

[c.427]

Трещины горячие и колодные  [c.389]

Трещины горячие — Обозначение 47  [c.715]

Трещины горячие — Образование  [c.658]

Заготовки при выталкивании из штампа, обрезке заусенца, прошивке отверстий и транспортировании могут искривляться. Правку осуществляют в холодном и реже — в горячем состоянии. Горячую правку после обрезки заусенца применяют для заготовок из высоколегированной или высокоуглеродистой стали, при холодной правке которых могут возникнуть трещины. Горячую правку выполняют в окончательном ручье, а для заготовок с отверстием ее проводят в специальном штампе. Холодной правке подвергают мелкие и средние по массе заготовки сложной формы. Из-за уп-  [c.253]

Одним из основных требований к низколегированной стали является удовлетворительная ее свариваемость, которая необходима для применения наиболее прогрессивного способа соединения металлов и получения качественных и надежных конструкций. Обычно свариваемость понимают как способность стали подвергаться воздействию термического цикла сварки с плавлением без образования трещин (горячих и холодных) и без существенного ухудшения механических свойств металла. Условия и факторы, способствующие появлению трещин при сварке, в настоящее время хорошо известны.  

[c.12]

Схема образования остаточных напряжений в случае неравномерного нагрева по сечению детали приведена на рис. 8.5. При быстром охлаждении детали (например, в воде) наружные ее слои, охлаждающиеся быстрее, будут растянуты. Сердцевина под действием более холодных слоев будет сжата (время процесса Т = Т, рис. 8.5,6). Если в этот момент возникающие напряжения окажутся выше предела пропорциональности при дайной температуре, то произойдет пластическая деформация. Возможен случай, когда температурные напряжения в наружных слоях при Т = Ti превысят предел прочности металла и образуется трещина ( горячая трещина).   [c.277]

Обычно встречаются следующие виды дефектов литья несоответствие конфигурации отливки чертежу недолив — отсутствие части отливки, неточный контур отливки, наличие в ней отверстий или щелей отбел — наличие в различных частях отливки (чугунной и стальной) твердых, не поддающихся механической обработке мест со светлой поверхностью излома трещины горячие могут быть сквозные или поверхностные, прямолинейные и извилистые (они возникают при остывании отливки в опоке поверхность металла по трещинам в этом случае бывает окисленной) трещины термические — появляются от чрезмерных напряжений при термической обработке отливок, заварке, отрезке прибылей пригар — грубая шерохо-  [c.293]

Причины образования горячих и холодных трещин в сварных соединениях. В процессе сварки могут образовываться трещины. Горячие трещины образуются в условиях повышенных температур из-за большой усадки при охлаждении металла сварочной ванны и из-за изменения состава свариваемых материалов. Большой склонностью к горячим трещинам, например, обладают сплавы, содержащие около 5% хрома и от 1,0 до 2,5% углерода, и сплавы с 9—10% хрома при содержании 0,9— 1,2% углерода.  

[c.62]

Сталь по сравнению с чугуном обладает более высокой температурой плавления,большей величиной усадки (около 2%), худшей жидкотекучестью, большей склонностью к образованию термических напряжений и трещин (горячих и холодных). В связи с этим к литейным формам для стального литья предъявляют высокие требования. Такие формы должны обладать большой прочностью, газопроницаемостью, огнеупорностью и податливостью, чем формы для чугунного и цветного литья.  [c.218]

Ввиду усадки металла в отливке создаются внутренние напряжения, вызывающие образование горячих и холодных трещин. Горячие трещины образуются из-за разрушения тонкого слоя (корки) затвердевшего металла в момент усадки.  

[c.95]

Трещины горячие — надрывы значительной ширины при небольшой глубине, с темной окисленной поверхностью, образующиеся в отливках при высокой температуре вследствие повышенной усадки и красноломкости металла, неподатливости стержней и формы и неправильной конструкции отливки.  [c.351]

В зависимости от температуры, при которой образуются трещины, различают два вида трещин — горячие и холодные. Горячие трещины в сталях возникают при температуре выше 1000°, а холодные трещины — ниже этой температуры, причем в большинстве случаев горячие трещины (фиг. 31) располагаются по границам зерен, а холодные пересекают эти границы (фиг. 32).  [c.166]

Треугольник концентрационный 87 Трещины горячие 126 Триод 247 Троостит 163  [c.254]

Свариваемость рассматриваемых сталей и сплавов затрудняется мпогокомпонеитностью их легирования и разнообразием условий эксплуатации сварных конструкций (коррозионная стойкость, жаростойкость или жаропрочность). Общей сложностью сварки является предупреждение образования в шве и околошовной зоне кристаллизационных горячих трещин, имеющих межкристаллит-пый характер, наблюдаемых в виде мельчайших микронадрывов и трещин. Горячие трещины могут возникнуть и при термообработке или работе конструкции нри повышенных температурах. Образование горячих трещин наибо,лее характерно для крупнозернистой структуры металла шва, особенно выраженной в многослойных швах, когда кристаллы последующего слоя продолжают кристаллы предыдущего слоя.  [c.286]

Недостатки этих сплавов — их иысокая стоимость и дефицитность, а также большая усадка, приводящая к образованию горячих трещин. Горячие трещины иногда имеют вид сплошной сетки, что снижает прочность сварного соединения. В связи с этим  [c.337]

Термоионизация 101 Термомеханические процессы 24 Термомеханическая реакция 12 Трещины горячие 478, 480, 482  [c.555]

Основные дефекты литья. Классификация дефектов литья, предусмотренная ГОСТом определяет 22 вида дефектов. Однако только часть из них может быть обнаружена с помощью гамма-дефектоскопии. К таким дефектам относятся раковины газовые и щлаковые, рыхлоты или пористость, трещины горячие и холодные. Причем только определенный род трещин может быть выявлен гамма-дефектоскопией волосяные трещины, которые особенно свойственны стальным отливкам, как правило, выявлены быть не могут.  [c.160]

Трещины горячие Трещины холодные Ужимины Несоответствие металла стандартам или техническим условиям по химическому составу Несоответствие металла стандартам или техническим условиям по микроструктуре Несоответствие металла стандартам или техническим условиям по физико-механическим свойствам Несоответствие размеров и конфигурации отливок чертежам Несоответствие веса отливок стандартам или техническим условиям Л1еханические повреждения  [c.259]

При использовании электродов с целлюлозным покрытием сварка в направлении сверху вниз ведется без колебательных движений с опирани-ем конца электрода в разделку по окончании сварки поверхность корневого слоя немедленно обрабатывается абразивным инструментом и сразу (перерыв не более 5 мин) выполняется сварка горячего прохода, выполняющего роль отжигающего валика с целью предупреждения холодных трещин. Горячий проход выполняется при сварке на постоянном токе обратной полярности с резкими продольными колебательными движениями расплавляемым концом электрода с амплитудой 12.. .20 мм последующие слои свариваются с поперечными колебаниями электродом.  [c.272]

Трещиностойкостъю — называется способность сплава противостоять образованию трещин в отливках. Причиной появления трещин являются внутренние напряжения. Они возникают вследствие неравномерных затвердевания, охлаждения и соответственно усадки крупных и мелких частей отливок. Различают горячие и холодные трещины. Горячие возникают в процессе кристаллизации металла при переходе из жидкого состояния в твердое. Холодные возникают в полностью затвердевшем сплаве.  [c.272]

Трещины Горячие Возникновение в литье и сварном шве легкоплавких межкристаллитных прослоек, повышенное содержание С, Р, 8и др. Развитие больших напряжений растяжения Кристаллизационные трещины возникают при крис-таллизации металла и его остывании в интервале 1000-1100 С  [c.212]

К внутренним дефектам относятся трещины (горячие и холодные), непровары, поры, шлаковые вольфрамовые и окисные включения. Эти шесть основных видов дефектов следует различать в соответствии с ГОСТ 23055— 78. Они также совпадают с основными группами дефектов согласно рекомедациям СЭВ по стандартизации РС 2192-82.  [c.15]

В зависимости от температуры, при которой происходит их возникновение, различают горячие и холодные трещины. Горячие трещины представляют собой разрушения кристаллизующегося металла, происходящие по жидким прослойкам под действием растягивающих напряжений (рис. 15). Эти напряжения появляются вследст-впе несвободной усадки металла шва и примыкающих к нему неравномерно нагретых участков основного металла.  [c.15]

Классификация дефектов литья предусмотрена ГОСТом, который определяет 22 вида дефектов заливы, коробление, корольки, наросты, недолив, отбел, пригар, раковины газовые и шлаковые, рыхлоты или пористость, спаи, трещины горячие и холодные, ужимины, несоответствие металла стандартам и техническим условиям по химическому составу, микроструктуре и физикомеханическим свойствам, несоответствие веса отливок стандартам, механические повреждения.  [c.191]

Трещинами горячими и холодными называют разрывы сквозные и несквозные или надрывы в стенах отливок. Поверхность излома в горячих трещинах, поскольку они появляются при высоких температурах, всегда окислена в холодных трещинах поверхность излома совершенно чистая или покрыта легким цветом побежалости. Трещины обнаруживаются постукиванием, гидропробой и способом магнитной дефектоскопии.  [c.193]

Дефекты, обнаруживаемые после извлечения отливок из литейных форм. К числу их относятся раковины (газовые, шлаковые, земляные, усадочные), недоливы, ужимы, трещины горячие и холодные спаи (неслившиеся потоки металла) рыхлоты и пористость механические повреждения отливки при обрубке прибылей и выбивке земли. Большинство этих дефектов надежно восстанавливается с помощью сварки.  [c.539]

Горячие трещины образуются главным образом в сварных швах различных сплавов (рис. 246, а) в процессе их кристаллизации. Сплавы в отличие от чистых металлов кристаллизуются в некотором интервале температур (Гликв — со.тад)- Во время пребывания шва в температурном интервале кристаллизации он находится в твердо-жидком состоянии, т. е. состоит из твердых кристаллов, окруженных жидкими прослойками. В ряде случаев сварочные дефор.мации и напряжения оказываются достаточными, чтобы вызвать разрушение по жидким межкристаллическим прослойкам, т. е. привести к образованию горячих трещин. Горячие трещины наблюдаются в высоколегированных сталях, алюминиевых и медных сплавах.  [c.366]

Трамбовки 218 Требования к смесям 144 Трещины горячие 427 термические 430 холодные 429 Триплекс-процесс 309 Удельный вес 11—14 Ужимины 431  [c.584]

---

Теория сварочных процессов (1988) — [ c.478 , c.480 , c.482 ]

Сварка и резка металлов (2003) — [ c.31 , c.150 , c.212 ]

Технология конструированных материалов (1977) — [ c.183 ]

Справочник рабочего литейщика Издание 3 (1961) — [ c.427 ]

Ручная дуговая сварка (1990) — [ c.128 ]

Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением (0) — [ c.238 , c.585 , c.598 ]

Проектирование сварных конструкций в машиностроении (1975) — [ c.59 ]

Машиностроение энциклопедия ТомIII-7 Измерения контроль испытания и диагностика РазделIII Технология производства машин (2001) — [ c.259 ]

Сварка и свариваемые материалы Том 1 (1991) — [ c.123 , c.136 , c.324 , c.325 ]

---

Прогноз образования горячих трещин и расчет коробления отливок в СКМ ЛП «ПолигонСофт»

Алексей Монастырский, Андрей Смыков, Валентин Панкратов, Александр Александрович, Михаил Соловьев

Изменение геометрии отливки под действием температурных напряжений и внешнего взаимодействия с формой

Прогноз образования горячих трещин

Заключение

Литература

Моделирование напряженно­деформированного состояния (НДС) отливки — один из этапов разработки технологического процесса литья фасонного изделия. Игнорирование этого этапа повышает риск получения в отливках таких дефектов, как горячие и холодные трещины, коробление. Причины образования перечисленных дефектов известны и зависят от сплава, податливости формы, геометрии отливки, конструкции литниково­питающей системы, температурных режимов процесса литья и др. Устранение их опытным путем, методом «проб и ошибок», может оказаться процессом длительным и неэффективным.

Следовательно, необходима специализированная математическая модель, способная рассчитать изменение геометрии отливки при ее остывании от температуры заливки до температуры окружающей среды, включая возможное разрушение. Одним из главных факторов, влияющих на образование горячих и холодных трещин, является затрудненная усадка, возникающая в присутствии жестких и прочных стержней и формы и увеличивающая уровень напряжений [1, 2]. Из этого следует, что для прогноза трещин и коробления в литом изделии требуемая модель должна учитывать контактное взаимодействие отливки с формой (стержнями).

Специальные модели для расчета НДС отливки имеют в своем составе многие системы моделирования литейных процессов (ProCAST, WinCast, LVMFlow и др.), но далеко не все из этих моделей отвечают указанным требованиям.

На протяжении последнего года группа компаний «СиСофт» (www.csoft.ru) ведет активную разработку математической модели НДС остывающей отливки с учетом ее взаимодействия с формой — в скором времени эта модель будет включена в состав системы СКМ ЛП «ПолигонСофт» как один из модулей­решателей. Основное назначение модуля — расчет коробления отливки и прогноз образования холодных и горячих трещин вследствие температурных напряжений и сдерживающего влияния формы (затрудненной усадки). Завершающий и крайне важный этап разработки — проведение серии тестовых расчетов, по результатам которых можно сделать выводы об адекватности разработанных моделей, алгоритмов и вычислительных методов. В этой статье представлены некоторые результаты тестовых расчетов.

Изменение геометрии отливки под действием температурных напряжений и внешнего взаимодействия с формой

Для тестирования построена модель отливки (рис. 1а и б), формой и размерами напоминающая лопатку наземной газотурбинной установки, получаемую по технологии ЛВМ. Массивный параллелепипед сверху имитирует замок, далее следует клиновидное «перо», которое заканчивается пластиной, имитирующей бандажную полку. Конечно­элементная модель керамической оболочки (рис. 1г) толщиной 10 мм построена в модуле MeshCAST (система ProCAST).

Проведены расчеты как без учета взаимодействия с керамической формой, так и с учетом формы как абсолютно жесткого тела.

Рис. 1. Тестовая модель «Лопатка»: а — 3D-модель; б — эскиз; в — расчетная модель отливки, г — расчетная модель формы

Первый тест не учитывает влияния формы. Для расчета НДС отливки без формы необходимо задать специальные граничные условия, чтобы исключить пространственные перемещения и повороты всего тела отливки. Для этого заданы ограничения на перемещения в трех узлах (рис. 2), лежащих на нижней плоскости отливки (бандажная полка), что моделирует ситуацию, когда лопатка вертикально стоит на бандажной полке — то есть так, как она обычно стоит, остывая в литейном цехе.

Рис. 2. Граничные условия ограничения перемещений по координатным осям

Результаты первого расчета показаны на рис. 3. При отображении изменения геометрии модели относительно ее первоначальной конфигурации (показан ее контур) использовано десятикратное увеличение перемещений (цвета и шкалы показывают истинные значения перемещений). В целом можно сделать вывод о хорошей работе и устойчивости алгоритмов модели. Действительно, закрепление трех узлов сетки на нижней грани «бандажной полки» должно привести к смещению всей отливки к этой плоскости по вертикали и к жестко закрепленному узлу в направлении двух других осей (рис. 3а). Поскольку остальные узлы отливки свободны в своих перемещениях, ее общая конфигурация остается почти без изменений, а уровень внутренних напряжений невысок (рис. 3б).

Рис. 3. Результаты расчета НДС остывающей отливки без учета формы: а — поле перемещений; б — интенсивность напряжений

Следующий тестовый расчет заключается в определении НДС в отливке с учетом влияния формы, которая задается как абсолютно жесткое тело. В этом случае дополнительные граничные условия, ограничивающие перемещения и вращения расчетной области, не требуются. В области формы не будут производиться вычисления напряжений и деформаций, однако она будет участвовать в контактном взаимодействии (то есть отливка не может проникнуть в форму).

Рис. 4. Результаты расчета НДС остывающей отливки с учетом формы (поле перемещений)

Полученные результаты (рис. 4) показывают изменение геометрии отливки в стесненных условиях. В процессе остывания массивная «замковая часть» отливки удерживает ее на весу, не давая опуститься на дно формы. Однако «бандажная полка» тоже оказывается закреплена в форме. В результате «перо» отливки, изменяя свои размеры, тянет за собой более слабую «бандажную полку», которая, встречая сопротивление жесткой формы, деформируется. Из­за того что «перо» отливки закреплено с обоих концов, в нем присутствует зона с перемещениями, близкими к нулевым. При симметричной отливке эта зона, очевидно, находилась бы в центре «пера», но поскольку сверху находится массивный замок, а снизу более податливая «бандажная полка», зона нулевых перемещений смещена вниз от геометрического центра.

Прогноз образования горячих трещин

Алгоритм разработанной модели для определения НДС отливки (и формы) имеет специальный критерий, позволяющий прогнозировать разрушение отливки, то есть образование горячих и холодных трещин. Механизм зарождения трещин сложен, и факторов, влияющих на этот процесс, множество. Разработанная модель использует законы механики и не моделирует напрямую процессы, относящиеся к области металловедения, такие как развитие фазовых напряжений, структурные превращения, рост зерен. Однако все эти важные составляющие общей картины зарождения горячих и холодных трещин косвенно учтены через экспериментально измеренные механические свойства сплава при разных температурах. Таким образом, применяемый критерий не рассчитывает возникновение и развитие трещины, но лишь прогнозирует ее возможное возникновение в том или ином месте отливки.

Рис. 5. Модель для определения горячеломкости легких сплавов: 1 и 2 — модели образцов; 3 — холодильник; 4 — стержень; 5 — питатель; 6 — коллектор; 7 — литник

Проверить качество работы критерия образования трещин можно, выполнив тестовый расчет и сравнив его с экспериментальными данными. В справочниках по различным литейным сплавам часто приводятся данные по горячеломкости. Например, для определения горячеломкости алюминиевых сплавов применяют известную методику [3], суть которой заключается в том, что на сравнительно малом кольцевом образце (рис. 5) создают жесткие условия кристаллизации, вызывающие внутренние напряжения. Возникновение усадочных напряжений достигается путем:

• создания затруднений усадке в кольцевой отливке при помощи стальных стержней;
• создания неравномерного охлаждения в различных частях кольца, вследствие чего усиливаются растягивающие напряжения, возникающие в месте подвода металла. Для этого на половине земляной формы, противоположной питателю, устанавливаются холодильники.

В части кольца, примыкающей к питателю и затвердевающей в последнюю очередь, возникают максимальные растягивающие напряжения и может образоваться трещина еще в полужидком состоянии (то есть горячая трещина).

Критерием горячеломкости служит максимальная ширина кольца (в мм), при которой появляется трещина. Чем больше ширина кольца, при которой появляются горячие трещины, тем больше сплав склонен к их образованию. Например, в кольцевых пробах из алюминиевого сплава АЛ7 горячие трещины появляются при ширине кольца ≤ 35 мм [4].

Рис. 6. Прогноз образования горячих трещин в кольцевых пробах

Проведен численный эксперимент, в котором воспроизведено охлаждение двух залитых кольцевых проб из сплава АЛ7, описанных в методике [3]. Ширина кольца одной пробы равнялась 35 мм, в этой пробе ожидалось возникновение трещин [4]. Ширину кольца другой пробы приняли равной 40 мм; в ней горячих трещин быть не должно, хотя могут возникать холодные. Оба кольца имели толщину 5 мм и одинаковый внешний диаметр, равный 108 мм. Тип возникавших трещин контролировали по количеству жидкой фазы в месте их образования.

В расчете предполагалось, что форма податлива и не оказывает механического воздействия на отливку, то есть при расчете НДС влияние песчаной формы не учитывалось. Также предположили, что стальные холодильники не препятствуют изменению геометрии колец — они могут свободно скользить по холодильникам, меняя свои размеры. Тогда можно назначить холодильникам свойства абсолютно жестких тел, то есть пренебречь их деформациями. Стальные стержни, вставленные в отверстия колец, рассматривали как линейно­упругие тела. Их деформацию важно учесть в расчете НДС, поскольку они создают затрудненную усадку, но из­за относительно низких (для стали) температур предположим, что выход стержней в область пластических деформаций маловероятен.

На рис. 6 показаны поля перемещений отливки в моменты возможного возникновения трещин («треснувшие» узлы отмечены красными точками). Ниже показаны соответствующие им поля доли жидкой фазы, по которым можно идентифицировать «трещины». Из рисунка видно, что первый «треснувший» узел появился на седьмой секунде кристаллизации, а на 17­й секунде процесс начал приобретать лавинообразный характер. Зафиксировано, что «трещины» появляются в областях отливки с содержанием 15­20% жидкой фазы. Это дало основание считать «трещины» горячими. Образование «трещин» произошло в кольцевой пробе с шириной кольца 35 мм, тогда как соседнее кольцо осталось целым, что хорошо согласуется со справочными данными.

Заключение

Разработанная ГК «СиСофт» математическая модель напряженно­деформированного состояния отливки отвечает сегодняшним требованиям к таким моделям. Моделирование большинства современных литейных технологий требует учета контактного взаимодействия отливки с формой, поскольку именно это взаимодействие чаще всего является причиной возникновения трещин.

Как уже сказано, новая модель будет реализована в качестве самостоятельного модуля­решателя для российской СКМ ЛП «ПолигонСофт». Выход коммерческой версии модуля запланирован на 2010 год.

Литература

1. Огородникова О.М., Пигина Е.В., Мартыненко С.В. Компьютерное моделирование горячих трещин в литых деталях // Литейное производство. 2007. № 2. С. 27.

2. Солнцев Ю.П., Викулин А.В. Прочность и разрушение холодостойких сталей. М.: Металлургия, 1995. 256 с.

3. Спектрова С.И., Лебедева Т.В. Определение горячеломкости алюминиевых и магниевых сплавов // Заводская лаборатория. 1950. № 9.

4. Колобнев И.Ф., Крымов В.В., Mельников А.В. Справочник литейщика. Цветное литье из легких сплавов // Изд. 2­е, переработ. и доп. М.: Машиностроение, 1974. 416 с.

САПР и графика 1`2010

Усадочные трещины » Все о металлургии

04.02.2017

Усадочные трещины в слитках образуются вследствие торможения усадки в процессе охлаждения. В одних случаях сокращению слитка при охлаждении препятствуют внешние причины — выступы или шероховатость изложницы, деформация последней, образование заливов в трещины или щели по месту разъема, а также сопротивление стержней, изготовленных из металла или из мало податливой стержневой смеси при отливке полых слитков. В других случаях сокращению отдельных участков слитка препятствуют ранее затвердевшие его части. Они к данному моменту приобрели уже достаточную жесткость и сопротивляются деформации в большей степени, чем разогретые до более высоких температур участки, в которых и образуются трещины.
Часто усадочные трещины делят на «горячие» и «холодные»; при этом под горячими трещинами понимают такие, которые образуются при температурах выше температуры солидуса, а под холодными, которые появляются в то время, когда сплав полностью закристаллизовался. Вряд ли такое деление имеет смысл.
На образование трещин оказывают влияние не только свойства сплава, но также и внешние условия охлаждения, конструкция и свойства материала изложницы и т. д.
С одной стороны, если препятствия сокращению слитка в размерах в определенных его участках большие при высоких температурах, то трещины образуются при этих температурах. Наоборот, если значительные препятствия сокращению при охлаждении возникают только при низких температурах, то трещины окажутся «холодными».
С другой стороны, если, например, латунь Л68 в каких-либо условиях образует трещины при температуре 850°, то эти трещины должны быть названы «холодными», так как латунь этого состава имеет конец кристаллизации при температуре 905°. Если же эта латунь содержит 0,1% Pb, то в случае образования трещин при температуре, например, 600°, они должны быть названы «горячими», так как температура конца кристаллизации в этом случае соответствует температуре 326° — на 1° ниже температуры кристаллизации свинца. Таким образом, весьма близкие по составу сплавы дают холодные трещины при более высокой температуре в одном случае, чем горячие трещины при значительно более низкой температуре — в другом. Поэтому предпочтительнее говорить о литейных трещинах, не разделяя их на горячие и холодные, во избежание недоразумений, аналогичных приведенным.
Для сплавов эвтектического типа акад. А.А. Бочваром показан характер зависимости склонности к образованию литейных трещин от состава (рис. 215). Чистые компоненты обладают некоторой, сравнительно небольшой, склонностью к образованию литейных трещин. По мере увеличения интервала кристаллизации вследствие образования твердого раствора, склонность к образованию трещин возрастает. Максимального значения она достигает при составе сплава, соответствующем предельной концентрации твердого раствора при эвтектической температуре, иначе говоря, — при составе сплава, обладающего наибольшим интервалом кристаллизации. При появлении в структуре сплава эвтектики склонность к образованию литейных трещин начинает уменьшаться. При содержании эвтектики, отвечающем началу линейной усадки при эвтектической температуре, наблюдается резкое снижение склонности к образованию литейных трещин. При содержании эвтектики в сплавах от 15—25 до 100% возможность образования литейных трещин минимальная.

Образование литейных трещин зависит от величины усадки сплава и от закономерности изменения усадки от температуры. В справочниках обычно усадка приводится полная в интервале температур от температуры отвердевания до комнатной. На склонность же сплавов к образованию литейных трещин оказывает влияние главным образом величина усадки при температурах вблизи температуры солидуса, так как при них сплавы обычно обладают малой пластичностью. Кривая усадки, в зависимости от понижения температуры, может иметь различный вид. От температуры отвердевания усадка может сразу резко возрастать (кривая верхняя), или, наоборот, она может увеличиваться медленно (кривая нижняя). В последнем случае резкое увеличение усадки падает на более низкие температуры, когда сплав приобретает уже достаточную пластичность и прочность. Сплавы, показывающие такой вид кривой усадки, при прочих равных условиях будут обладать меньшей склонностью к образованию литейных трещин. Наоборот, сплавы, имеющие первого типа кривую усадки, будут в большей степени склонны к образованию литейных трещин. В промежуточных случаях, когда линейная усадка пропорциональна температуре, при прочих равных условиях, склонность к образованию литейных трещин приобретает промежуточные значения.
Вторым фактором, оказывающим влияние на возможность образования литейных трещин, является пластичность (и эластичность) сплавов при температурах тотчас после температуры отвердевания. Чем пластичнее (и эластичнее) при растяжении сплав при этих температурах, тем меньше его склонность к образованию литейных трещин, также, разумеется, при прочих равных условиях.
Прочность сплава при температурах отвердевания, которой иногда придают значение, оказывает меньшее влияние на склонность к образованию литейных трещин. В случае малой пластичности напряжения в сплаве при затрудненной усадке возрастают настолько быстро, что даже значительная прочность окажется недостаточной, чтобы отливка осталась свободной от трещин. Наоборот, при самой малой прочности сплава, но достаточной пластичности, возникающие напряжения настолько быстро будут сниматься вследствие пластического растяжения, что сплав трещин не даст.
Эластичность сплава при высоких температурах также может способствовать снижению склонности сплава к образованию литейных трещин, но это может иметь существенное значение лишь при сравнительно низких температурах, так как при высоких температурах упругость сплава близка к нулю. При низких температурах, чем ниже модуль упругости, т. е. чем больше упругое удлинение при определенном напряжении, тем сплав окажется менее склонным к образованию литейных трещин. В качестве примеров образования литейных трещин можно привести следующие.
В случае литья медных слитков в горизонтальные изложницы на поддон, имеющий поверхность недостаточно ровную, и в особенности имеющий глубокие и широкие трещины, куда может заливаться металл, на нижней стороне слитка легко образуются трещины. Металл слитка при охлаждении сокращается в размерах, тогда как металл поддона, нагреваясь от слитка, расширяется (рис. 216). При этом могут иметь место два вида деформаций: или слиток должен растянуться под действием (расширяющегося поддона или, наоборот, должно произойти смятие металла у краев трещин в поддоне под действием сжимающих усилий охлаждающегося слитка. Совершенно очевидно, что будет происходить первое, а не второе. Слиток сразу после образования твердого скелета уже начинает уменьшаться в размерах. При температурах непосредственно после затвердевания прочность и, в особенности, пластичность, материала мала, поэтому слиток не будет пластически деформироваться, а будет давать трещины. Образовавшись в первые моменты после того, как металл перешел в твердое состояние, трещины при дальнейшем охлаждении еще больше увеличиваются в размерах.

Поддон имеет низкую температуру, и верхняя его поверхность находится под действием сжимающих усилий, поэтому он почти не деформируется, так как медь при низких температурах сопротивляется сжатию лучше, чем растяжению при температурах непосредственно после затвердевания.
Иногда при первых проходах во время прокатки слитков, отлитых в горизонтальную изложницу, на поверхности, соответствующей нижней поверхности слитка, образуются трещины. Если они направлены не под углом 90° к направлению наибольшей деформации при прокатке, можно с уверенностью сказать, что это трещины литейного происхождения: они имелись уже в слитке, но могли быть пропущены при осмотре. При прокатке они только раскрылись (рис. 217).

В некоторых случаях причиной образования трещин на нижней поверхности горизонтальных медных слитков являлись заливы в зазор между рамкой изложницы и поддоном. Эти заливы охлаждались быстрее слитка и сразу приобретали значительную прочность, поэтому, несмотря на малую толщину, они служили причиной трещин по нижней поверхности слитка (рис. 218).
При отливке сплавов, склонных к образованию литейных трещин (дуралюмин, в особенности Д16, алюминий, недостаточно хорошо отрафинированный от натрия и других примесей, латунь, содержащая свинец и т. п.), в вертикальные или наклонные изложницы, подверженные деформации вследствие разогревания слоев, обращенных к слитку, в последнем могут образовываться трещины. В этом случае форма слитка по причине деформации изложницы может получиться искаженной: нижняя и верхняя части слитка могут оказаться более толстыми по сравнению со срединой. При дальнейшем прогревании изложницы деформация ее (рис. 219) уменьшится и даже может получить обратный знак, поэтому слиток может оказаться захваченным по концам и при дальнейшем сокращении вследствие охлаждения в нем могут появиться трещины.
Сплавы, склонные к образованию литейных трещин, могут обусловить растрескивание в слитках не только вследствие торможения усадки изложницей. При отливке плоских слитков наиболее быстро охлаждаются кромки и углы, откуда теплота отводится не только в основные грани изложницы, но также и в ее нижнюю и боковые стенки. После этого, в случае деформации изложницы, интенсивно начинает охлаждаться средина главных плоскостей слитка. Как уже было указано ранее, наиболее нагретый металл остается, во-первых, вблизи верхней кромки слитка, а во-вторых, в нижней части слитка в объеме, имеющем форму подковы. При охлаждении ранее затвердевающих частей слитка, в них возникает пластическая деформация сжатия. При дальнейшем охлаждении в слитке появляются растягивающие напряжения, которые при переходе за предел прочности и соответствующий ему предел пластичности вызывают образование трещин в частях слитка, охлаждающихся последними (рис. 220).


Латунь ЛС59-1 является сплавом, склонным к образованию литейных трещин. При литье цилиндрических слитков из этой латуни в вертикальные разъемные изложницы нередко наблюдаются случаи образования продольных трещин в нижней части (рис. 221). Явление в этом случае представляется в следующем виде. После того как залитый в изложницу металл образовал с поверхности тонкую корку затвердевшего сплава, произошло разогревание поверхности, соприкасающейся со слитком, и изгиб створок изложницы. Средина слитка стала соприкасаться с изложницей более плотно, почему затвердевание металла в средней части слитка пошло быстрее. В некоторый момент времени в средней зоне слитка металл закристаллизовался по всему сечению, тогда как вверху и внизу он еще внутри затвердевшей оболочки сохранился жидким вследствие отхода концов изложницы от слитка. Наличие воздушной прослойки в зазоре замедляет передачу теплоты. Верхняя часть слитка пополняется горячим металлом при доливке. Нижняя часть оказывается лишенной питания, поэтому при продолжающемся затвердевании внутри будет образовываться вакуум. Атмосферное давление снаружи действует на ту часть затвердевшей корки слитка, которая находится еще при высокой температуре и вдавливает ее внутрь. При этом корка окажется под действием растягивающих напряжений и даст трещины, так как сплав при этих температурах обладает малой пластичностью.

Если металл заливается в зазор по линии разъема изложницы, то через заливы будет происходить более интенсивное охлаждение. Последовательные настыли металла в поперечном сечении нижней части слитка будут иметь вид лемнискат (рис. 222). Последним металл будет кристаллизоваться вблизи образующих цилиндрического слитка, расположенных по радиальным плоскостям, нормальным к плоскости разъема изложницы. В этих местах и будут образовываться трещины, так как закристаллизовавшийся вначале остов будет являться растягивающим каркасом, вызывающим образование трещин в более горячих местах слитка. Такого же рода трещины могут образоваться в слитке в местах, расположенных против участков изложницы, в которые ударялась струя во время литья и разогревала их (рис. 223).
Трещины в слитках могут образовываться не только по наружной поверхности, но также и в центральных его зонах. Такого рода трещины наблюдаются даже в слитках такого пластичного в обычных условиях металла, как медь. В особенности часто внутренние трещины наблюдаются в слитках больших поперечных сечений.

Причина образования внутренних трещин та же, что и причина их появления на наружных поверхностях. В этом случае только каркасом, вызывающим растягивающие напряжения во внутренних зонах слитков, служит наружная настыль, которая закристаллизовалась и охладилась до сравнительно низких температур. При уменьшении объема наружной корки вследствие усадки при охлаждении внутренняя часть не оказывает значительного сопротивления, так как вначале она находится, в жидком состоянии, а при дальнейшем охлаждении в твердом, но пластичном состоянии. Постепенно наружная оболочка приобретает жесткость вследствие охлаждения. Когда и внутренняя часть станет охлаждаться и по температуре приближаться к наружной, то внутренняя зона будет уменьшаться в объеме в большей степени, чем наружная, ввиду ее более высокой температуры вначале. Под влиянием усадки во внутренних частях слитка возникнут растягивающие напряжения, которые могут вызвать образование трещин.
Трещины в цилиндрических слитках вначале распространяются более или менее прямолинейно (рис. 224, а). После того как под влиянием усадки полость трещины (в разрезе) из прямолинейной станет чечевицеобразной (рис. 224, б), поверхность трещины стягивает свои концы (кривая линия между двумя точками длиннее прямой).
По этой причине в местах окончания трещины возникнут растягивающие напряжения е направлении перпендикулярном распространению первоначальной трещины. В этих местах начнется отрыв материала в поперечном направлении (рис. 224, в). При дальнейшем сокращении вследствие усадки эти поперечные трещины распространяются дальше (рис. 224, г).
Такой вид трещин нередко наблюдается в практике непрерывного литья слитков с непосредственным охлаждением водой (рис. 225).

Возможность образования трещин тем больше, чем больше разность в скоростях охлаждения наружных и внутренних зон слитка, чем больше поперечное сечение слитка, чем больше скорость, литья и, следовательно, чем меньше направленность охлаждения снизу вверх. Kpoмe того, трещины образуются легче при отсутствии возможности получения плотной, хорошо напитанной во время кристаллизации сердцевины, обладающей большей пластичностью.
В особенности часто внутренние трещины наблюдаются при литье в изложницы, охлаждаемые водой, слитков больших диаметров, например 400—500 мм.
При литье сплавов, склонных к образованию литейных трещин, внутренние разрывы образуются также часто, даже если другие факторы способствуют получению слитков без трещин.
При непрерывном литье цилиндрических слитков технического алюминия и алюминиевых сплавов с непосредственным охлаждением водой также нередко наблюдаются внутренние трещины. В поперечном сечении они иногда имеют вид диаметральных, несколько изогнутых линий, в других случаях от такой сравнительно короткой диаметральной трещины отходят в обе стороны поперечные ответвления, которые иногда доходят до поверхности слитка. Добаткин приводит следующие зависимости возможности образования трещин в цилиндрических слитках непрерывного литья с непосредственным охлаждением водой от параметров литья.
1. По мере увеличения скорости литья увеличиваются внутренние напряжения и возможность образования трещин в слитке.
Это, невидимому, справедливо для тех сплавов и диаметров слитков, с которыми экспериментировал автор. Распространять такое заключение на все случаи литья вряд ли возможно.
2. По мере увеличения высоты изложницы возможность образования трещин уменьшается.
3. Уменьшение интенсивности охлаждения слитка также уменьшает возможность образования трещин в слитках.
4. Для каждого диаметра слитка существует определенная скорость литья, соответствующая началу возникновения трещин (табл. 15).
5. По мере повышения температуры литья возможность образования трещин возрастает.
6. Недостаточное центрирование поступления расплавленного металла в лунку вызывает несимметричность строения слитка, что увеличивает возможность образования трещин.
7. Недостаточное центрирование усилия, вытягивающего слиток из изложницы, также приводит к увеличению возможности образования трещин.
8. Неравномерное поступление воды на поверхность слитка, которое может быть вызвано засорением отверстий, подающих волу на слиток, тоже увеличивает возможность образования трещин в слитке.

Утверждение, что в цилиндрических слитках, отлитых непрерывным методом без непосредственного охлаждения водой, трещины образуются только в случае неравномерного охлаждения, не всегда оправдывается. При литье меди и некоторых медных сплавов возможно образование трещин и при достаточно равномерном поступлении воды для охлаждения слитка.
При отливке плоских слитков из сплавов, обладающих склонностью к образованию литейных трещин, полунепрерывным способом подбор условий литья и охлаждения представляет большие трудности, чем при отливке цилиндрических слитков. При введении этого способа литья, когда подбирались оптимальные условия получения доброкачественных слитков, нередко наблюдались случаи, когда слиток, уже закристаллизованный на длине 600—700 мм, с громким звуком давал продольные трещины. При дальнейшем литье эти трещины становились все больше и больше (рис. 226) и приводили слиток в полную негодность. В дальнейшем были подобраны условия литья плоских слитков полунепрерывным способом для большинства ходовых технических сплавов, при которых, хотя напряжения в слитках и оставались достаточно большие, все же они не вызывали разрушения слитков. Нет сомнении, что путем подбора оптимальных условий литья и охлаждения слитков могут быть получены слитки без трещин из большинства технических сплавов непрерывным или полунепрерывным способов.
По вопросу о том, какой из этих двух последних способов представляет преимущества, мнения расходятся. Одни считают неудобства резки слитка в процессе литья настолько значительными, что предпочитают пользоваться полунепрерывным способом, хотя несомненно слитки при непрерывном методе получаются более однородными и более доброкачественными. Представляется, что трудности резки слитка в процессе литья преувеличиваются. Непрерывное литье может быть осуществлено без особых затруднении. С другой стороны, это несомненно поведет к повышению качества слитка.
Интересный вид трещин в плоских слитках полунепрерывного литья обнаруживается при отливке алюминия особо высокой степени чистоты марки ABO (99,99% A1). Этот металл затвердевает в виде чрезвычайно крупных кристаллов, которые по поверхности слитка нередко достигают длины нескольких сот миллиметров. Кристаллы растут в направлении, обратном движению слитка при литье. Особенно легко такие длинные кристаллы растут при малой скорости литья. Трещины образуются между этими длинными кристаллами. По-видимому, причина образования трещин между длинными кристаллами кроется в весьма большой устойчивости пространственной решетки алюминия высокой степени чистоты при отсутствии дислокаций, вызываемых присутствием примесей. Соседние кристаллы растут по направлениям, почти совпадающим друг с другом, но все же несколько отличающимся. В начале роста кристаллов расстояния между атомами соседних кристаллов невелики и эти расстояния не нарушаются возникающими, пока еще небольшими, усадочными напряжениями. По мере кристаллизации и расстояния между соседними атомами могут постепенно увеличиваться ввиду значительно большего взаимодействия между атомами в пространственной решетке одного кристалла по сравнению с взаимодействием между атомами соседних кристаллов. Появлению трещин способствуют усадочные напряжения в слитке, которые в определенный момент охлаждения имеют положительный знак, т. е. являются растягивающими. Эти две причины и вызывают появление трещин по поверхности плоских слитков алюминия высокой степени чистоты.
Для их предотвращения приходится несколько отходить от некоторых преимуществ непрерывного литья с непосредственным охлаждением водой, например применять большей высоты изложницу, уменьшать подачу воды на слиток и т. д.
Таким образом, пользуясь легко регулируемыми параметрами: температурой металла, скоростью охлаждения, скоростью литья, направлением охлаждения и т. п., удается при любом способе литья получать слитки без трещин. Математические приемы подсчета напряжений и возможности образования трещин еще не достигли того уровня, когда они могли бы заменить собой экспериментальные результаты.

---

© ГБПОУ КК ПАТИС

ГБПОУ КК ПАТИС

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Краснодарского края

Приморско-Ахтарский техникум индустрии и сервиса

---

Адрес: 353860 г. Приморско-Ахтарск, ул. Тамаровского, 85

тел: 8 (861-43) 2-35-94, 8 (861-43) 2-18-98

Адрес сайта: http://патис.рф

Социальные сети: VK и OK

Электронная почта: [email protected]

Режим работы:

ПН — СБ: с 8.00 до 16.00

Выходные дни: ВС

Учредители

Наименование:
Министерство образования, науки и молодежной политики Краснодарского края

---

Адрес: 350063 г. Краснодар, ул. Рашпилевская, 23

тел: 8 (861) 298-25-73

Адрес сайта: minobr.krasnodar.ru

Электронная почта: [email protected]

Режим работы:

ПН.ВТ.СР.ЧТ. – с 09.00 до 18.00

ПТ. – с 09.00 до 17.00

Перерыв на обед: с 13.00 до 13.50

Выходные дни: СБ.ВС.

---

Наименование:
Департамент имущественных отношений Краснодарского края

---

Адрес: 350000 г. Краснодар, ул. Гимназическая, 36

Канцелярия: 8 (861) 268-24-08

Факс: 8 (861) 267-11-75

Специалист по работе с обращениями граждан — консультации, запись на прием — телефон 267-11-78

Телефон горячей линии по вопросам земельных отношений: 8 (861) 992-33-35

Адрес сайта: diok.krasnodar.ru

Электронная почта: [email protected]

Режим работы:

ПН.ВТ.СР.ЧТ. – с 09.00 до 18.00

ПТ. – с 09.00 до 17.00

Перерыв на обед ПН.ВТ.СР.ЧТ.: с 13.00 до 13.50

Перерыв на обед ПТ.: с 13.00 до 13.40

Выходные дни: СБ.ВС.

★ Горячие трещины — сварка .. Информация

Пользователи также искали:

горячие трещины при литье, горячие трещины при сварке нержавейки, горячие трещины в металле шва возникают из — за повышенного содержания, холодные трещины при сварке, когда образуются горячие трещины тест, причины образования холодных трещин, склонность к образованию горячих трещин, укажите причины образования горячих трещин, Горячие, горячие, трещины, Горячие трещины, трещин, горячих, образования, причины, сварке, образуются, холодные трещины при сварке, горячие трещины при литье, тест, возникают, повышенного, содержания, литье, холодные, нержавейки, укажите, склонность, образованию, холодных, металле, когда, причины образования холодных трещин, укажите причины образования горячих трещин, горячие трещины при сварке нержавейки, склонность к образованию горячих трещин, горячие трещины в металле шва возникают из — за повышенного содержания,

Свойства литейных сплавов » Ремонт Строительство Интерьер. Лесное дело и деревообработка.

В литейном производстве применяют такие сплавы, которые обладают хорошими литейными свойствами, позволяющими получать из них высококачественные фасонные отливки сложной конфигурации. Чистые металлы обычно имеют худшие литейные свойства, чем сплавы и поэтому почти не применяются для производства отливок.

Литейные сплавы должны обладать в основном следующими свойствами:

1. Невысокой температурой плавления. Чем ниже температура плавления сплава, тем легче его расплавить и нагреть до требуемой для заливки в формы температуры.

Литейные сплавы имеют следующие примерные пределы температуры плавления: сталь — 1420—1520° С; чугун — 1150— 1250° С; бронза — 1000—1150° С; латунь — 900—950° С; алюминиевые сплавы — 580—630° С; магниевые сплавы — 600—650° С, цинковые сплавы — 390—420° С.

2. Высокой жидкотекучестью в расплавленном состоянии, обеспечивающей хорошую заполняемость литейной формы при изготовлении тонкостенных отливок.

3. Малой усадкой при затвердевании и охлаждении, обеспечивающей получение отливок без усадочных раковин, рыхлот и внутренних напряжений.

4. He должны в жидком состоянии поглощать газы, чтобы отливки не имели газовых раковин и обладали лучшими механическими свойствами.

5. Незначительной ликвацией (неоднородностью), обеспечивающей более однородные свойства в различных частях отливок.

6. Мелкокристаллической структурой после охлаждения, обеспечивающей высокие механические свойства отливок.

Температура плавления и заливки сплавов в формы

Под температурой плавления сплава понимают температуру ликвидуса на диаграмме состояния. В реальных сплавах обычно присутствуют не два компонента, как это указывается на диаграммах состояния, а три, четыре и более. Это затрудняет определение по диаграммам температуры плавления сплава, В каждом частном случае температуру плавления сплава устанавливают опытным путем или определяют расчетно, исходя из влияния отдельных компонентов сплава на температуру плавления.

Температуру сплава, при которой заливают формы, всегда принимают выше температуры его плавления, чтобы получить нужную жидкотекучесть для лучшего заполнения форм. Кроме того, при более высокой температуре разливки сплава легче выделяются неметаллические включения в особенности из жидкой стали и чугуна. Однако разница в температурах заливки сплава в форму и его плавления ограничивается определенными пределами, зависящими как от свойств самого сплава, так и от особенностей получаемых из данного сплава отливок. Например, чем сложнее отливки и чем тоньше их стенки, тем больше должна быть эта разница. Ho при этом следует учитывать, что заливка сплава при высокой температуре в песчаные формы усиливает пригар формовочных смесей к отливкам, в особенности при получении отливок из тугоплавких сплавов — стали и чугуна. Кроме этого, повышение температуры разливки в ряде случаев приводит к получению крупнокристаллической структуры в отливках, что понижает их механические свойства, к развитию усадочных раковин и рыхлот, поглощению газов и повышению склонности сплава к ликвации и образованию горячих трещин в отливках. Учитывая все эти факторы, температуру заливки каждого сплава устанавливают опытным путем в зависимости от его химического состава и особенностей получаемых отливок. На качество получаемых отливок влияет также и температура выпуска сплава из плавильного агрегата, которая всегда бывает выше температуры разливки сплава. Разница между температурой выпуска сплава и плавления его называется температурой перегрева. При более высокой температуре перегрева большое количество твердых фаз растворяется в жидком сплаве и жидкотекучесть сплава бывает лучше. Зависимость между температурой разливки и плавления сплава железа с углеродом приведена на рис. 97.

Температура плавления некоторых легированных сталей несколько ниже, чем углеродистых, имеющих то же содержание углерода, а температура разливки их близка к температурам разливки соответствующих углеродистых сталей, за исключением высоколегированных (табл. 21).

У легированных сталей разница между температурой плавления и температурой разливки больше, чем у углеродистых сталей. Это вызвано меньшей жидкотекучестью легированных сталей вследствие содержания в них легирующих элементов.

Температура плавления и разливки различных сплавов цветных металлов (на основе меди, алюминия, магния и цинка) приведена в табл. 22.

Жидкотекучесть

Под жидкотекучестью сплава понимают его способность хорошо заполнять литейную форму. Жидкотекучесть зависит от химического состава, температуры перегрева, температуры заливки, окисленности и газонасыщенности сплава. Такие элементы, как углерод, фосфор и кремний до определенных пределов способствуют повышению жидкотекучести чугуна и стали; сера понижает ее. Чистая медь имеет низкую жидкотекучесть, присадка олова повышает ее жидкотекучесть. Чем выше температура перегрева сплава и его температура при заливке, тем выше жидкотекучесть.

Для определения жидкотекучести сплава пользуются методом отливки различных проб. Например, жидкотекучесть чугуна определяют путем отливки спирали (рис. 98). С этой целью изготовляют форму из формовочного состава. Моделью служит спираль с сечением в виде трапеции площадью 0,56 см2. Заливают форму испытуемым сплавом и определяют его жидкотекучесть по длине отлитой спирали. Сравнительная жидкотекучесть литейных сплавов приведена в табл. 23.

Усадка

При охлаждении жидкого сплава в форме происходит уменьшение его объема. При этом в отливках из ряда сплавов образуются усадочные раковины или рыхлоты. Некоторые сплавы, как, например, чугуны с высоким содержанием углерода и кремния, увеличиваются в объеме вследствие сильной графитизации при затвердевании. Дальнейшее уменьшение объема и размеров отливок из всех сплавов происходит при последующем охлаждении в твердом состоянии. Общее уменьшение объемов и размеров отливок называют усадкой.

Для удобства усадку принято выражать в процентах к первоначальному объему жидкого сплава (объемная усадка) или к первоначальным размерам в полости формы (линейная усадка).

Объемная усадка равна

Линейная усадка равна

Для ряда сплавов объемная усадка примерно в три раза больше линейной.

Если при усадке сплава нет препятствий к уменьшению ее объема и линейных размеров, такую усадку называют свободной. Примерные значения свободной линейной усадки для наиболее распространенных литейных сплавов приведены в табл. 24.

Усадка сплава изменяется в зависимости от температуры перегрева и заливки сплава и от его химического состава. Чем выше эти температуры, тем больше будет усадка. Усадка чугуна с повышением содержания углерода и кремния и понижением марганца и серы уменьшается. В алюминиевых сплавах повышение содержания кремния уменьшает усадку, а наличие меди и магния увеличивает ее.

Изготовление отливок из сплавов, имеющих склонность к повышенной усадке, кроме значительных изменений размеров и образования усадочных пороков (усадочные раковины и рыхлоты), обычно вызывает в отливках большие напряжения, которые могут привести к короблению и образованию трещин.

При изготовлении отливок из сплавов, имеющих повышенную усадку, образующих усадочные раковины и рыхлоты (например, из стали, высокопрочного чугуна, бронзы и др.), в верхних частях массивных отливок устанавливают прибыли. Они представляют собой резервуары жидкого сплава, питающие отливки при их затвердевании и восполняющие объем. Размеры и расположение прибылей делают такими, чтобы сплав в них затвердевал последним. Тогда усадочные раковины перемещаются в прибыль.

Для этой цели наиболее благоприятными являются прибыли шаровой или сферической формы, имеющие меньшую наружную поверхность при данном объеме и поэтому меньше охлаждающиеся, чем прямоугольные и цилиндрические. Иногда для местного охлаждения массивной части отливки и перемещения усадочной раковины в противоположную сторону (например, в верхнюю прибыль) в формы устанавливают металлические холодильники или холодильники из других теплопроводных материалов.

Внутренние (литейные) напряжения

К литейным напряжениям, которые образуются в отливке, относятся напряжения усадочные (возникающие при затрудненной усадке), тепловые (при неравномерном охлаждении отдельных частей отливки) и фазовые (при изменении кристаллического строения отливки).

В практических условиях при затвердевании и охлаждении сплава в форме в той или иной степени имеются препятствия усадке в виде выступающих частей формы, стержней и т. п., что приводит к неравномерной усадке в разных частях отливок. Охлаждение отдельных частей отливки в форме также происходит не с одинаковой скоростью: тонкие части охлаждаются быстрее, чем толстые. Вследствие неравномерного охлаждения в отливках также возникают напряжения. Кроме этого, в сплавах при охлаждении происходит изменение структуры и размеров отдельных зерен, т. е. протекают фазовые превращения, что вызывает увеличение или уменьшение объема отливок, а следовательно, и напряжений в них.

Перечисленные явления вызывают литейные напряжения в отливках. В зависимости от их величины наблюдаются следующие явления:

1) если литейные напряжения в отливке меньше предела текучести сплава, то они могут усиливаться при последующей обработке или эксплуатации;

2) если напряжения больше предела текучести, но меньше предела прочности сплава, то происходит коробление отливки;

3) если напряжения больше предела прочности сплава, то в отливке образуются трещины.

Принято различать в отливках горячие и холодные трещины. Горячие трещины образуются, когда температура отливки близка к температуре плавления сплава. При высоких температурах сплавы обладают невысоким пределом прочности. Например, углеродистая сталь имеет предел прочности около 0,2 кг/мм2 и относительное удлинение до 1%. Поэтому достаточно небольшого препятствия усадке при высоких температурах, чтобы в отливках из такой стали возникли напряжения, превосходящие предел прочности.

Горячие трещины имеют окисленную темную поверхность. Они вызываются главным образом механическим сопротивлением усадке, оказываемым формой или стержнем. Склонность к образованию трещин тем больше, чем значительнее усадка при высоких температурах, меньше прочность, пластичность и теплопроводность при высоких температурах. Поэтому повышенная склонность к образованию горячих трещин характерна для легированных сталей. По склонности (отн. ед.) к образованию горячих трещин стали можно расположить в следующем порядке:

Серый и высокопрочный чугуны имеют незначительную усадкy при высоких температурах, поэтому в отливках из этих сплавов редко образуются горячие трещины. Большинство медных Сплавов из-за сравнительно высокой теплопроводности не склонны к образованию горячих трещин. Алюминиевые и магниевые сплавы по склонности к образованию горячих трещин распределяются в следующей последовательности:

Для предотвращения горячих трещин в отливках наиболее важно устранять препятствия усадке сплава, оказываемые формой и стержнями, предусматривать в конструкции отливок равномерные сечения и плавные переходы. При получении толстостенных отливок необходимо заливать формы с меньшей скоростью. Сплав должен иметь пониженную температуру.

К образованию холодных трещин более склонны сплавы с высокими упругими свойствами, малой теплопроводностью, большим изменением объема при фазовых превращениях. К ним относятся низколегированные стали, а сплавы цветных металлов этой склонностью почти не обладают. Наличие в сплавах (особенно в стали) вредных примесей усиливает образование холодных трещин. Например, высокоуглеродистая сталь с повышенным содержанием фосфора обладает свойством хладноломкости, т. е. имеет склонность к образованию холодных трещин. Холодные трещины в отличие от горячих имеют светлую неокисленную поверхность.

Чтобы предотвратить образование холодных трещин, создают равномерные сечения в отливках и медленно охлаждают их после затвердевания.

Литейные напряжения в отливках могут быть устранены при термической обработке путем медленного их нагрева до уменьшения упругих свойств сплава, а затем медленным и равномерным охлаждением отливок. Например, для снятия литейных напряжений в стальных отливках их нагревают до 650° С и медленно охлаждают до температуры цеха.

Поглощение газов

Сплавы и металлы обладают способностью поглощать значительное количество газов водорода, азота, кислорода, окисла углерода и углекислоты, метана и др. Чем больше содержание газов в сплаве или металле, тем ниже их литейные и механические свойства. Газы в сплавах и металлах могут находиться в виде механических включений, в растворенном состоянии и в химических соединениях.

Механически включенные газы удаляются при остывании и мало влияют на образование газовых раковин в отливках. Растворимость газов зависит от температуры и давления. В твердых сплавах и металлах с повышением их температуры растворимость газов незначительно увеличивается.

При плавлении сплавов и металлов растворимость газов резко увеличивается и возрастает с повышением температуры до некоторого предела, а затем падает и при кипении сплавов и металлов уменьшается до нуля (рис. 99).

Поглощение газов при нагреве сплавов и металлов происходит из ржавчины, из влаги исходных материалов топлива и из атмосферы печи. Например, 1 % ржавчины на стальном ломе вносит в сталь в 20 раз больше водорода, чем объем самой стали. Если при плавлении куски металла в печи не покрыты защитным слоем шлака, они легко поглощают газы из окружающей среды. Покрытие шлаком замедляет растворимость газов металлом.

Жидкие сплавы к моменту заливки его в формы всегда содержат некоторое количество газов, которые при понижении температуры частично выделяются, а частично остаются в сплаве. При выделении их в отливках могут образовываться в определенных условиях газовые раковины и тем больше, чем выше содержание газов в сплаве. Для понижения газонасыщенности жидкого сплава плавку ведут в вакуумных печах, пропускают через жидкий металл другой газ, например азот (для цветных сплавов) и окись углерода, аргона и др. (для стали).

Ликвация

Ликвация в отливках бывает зональная, внутрикристаллитная и возникающая в результате разности удельных весов составляющих сплавов. Чем больше склонность сплава к ликвации, тем менее однородна по качеству отливка в разных частях.

Практически для большинства сплавов наиболее нежелательной является зональная ликвация. Обычно зональная ликвация образуется вследствие того, что отдельные составляющие в сплаве из-за различных температур затвердевания и удельных весов вытесняются как в жидком состоянии, так и при затвердевании сплава. В стали, в чугуне ликвируют сера, фосфор, углерод, газы, неметаллические включения, располагаясь главным образом в верхней и осевой частях отливки. Мелкозернистое строение отливки уменьшает влияние зональной ликвации.

Внутрикристаллитная ликвация образуется при ускоренном охлаждении отливок во время затвердевания сплава, в результате чего состав отдельных частей кристаллов не успевает выравняться. Она менее отрицательна, чем зональная ликвация. Ее действие может быть ослаблено термической обработкой отливок.

Ликвация, возникающая в результате разности удельных весов, главным образом наблюдается у сплавов, содержащих в своем составе тяжелые металлы, например высокосвинцовую бронзу. В ней ликвирует свинец, имеющий большой удельный вес. Такая ликвация предотвращается перемещиванием сплава перед заливкой в формы и большой скоростью охлаждения его во время затвердевания.

Макростроение сплавов

Более высокие механические свойства имеют сплавы с мелкозернистой макроструктурой, не ориентированной, без промежуточных пленок окислов и сульфидов, ослабляющих связь между отдельными кристаллами. Для образования мелкозернистой структуры необходимо, чтобы в затвердевающем сплаве было больше зародышей, которыми могут быть элементарные кристаллы или группы кристаллов данного сплава, а также отдельные включения некоторых веществ. Для получения мелкозернистой не ориентированной структуры в сплавы вводят различные модификаторы, которые одновременно являются и рас-кислителями, а некоторые из них — десульфураторами. Наиболее распространенными модификаторами для чугуна являются кремний, сплав кремния с кальцием (силикокальций), магнии, для стали — алюминий, титан и др., для силумина — натрий и др. Мелкозернистую структуру сплава можно получить в результате увеличения скорости охлаждения отливки во время ее затвердевания или путем встряхивания в этот период.

В отливках, имеющих различную толщину стенок, более крупнозернистое строение получается в толстых сечениях вследствие их более медленного охлаждения, следовательно сплав в этих местах имеет пониженные механические свойства. Разница в механических свойствах толстых и тонких сечений проявляется больше при пользовании сплавом, имеющим широкий интервал затвердевания, а также в котором происходит выделение составляющих веществ с низкими механическими свойствами. Например, у серого модифицированного чугуна, имеющего предел прочности при изгибе 54 кг/мм2, разница уменьшается примерно в два раза при увеличении толщины стенки от 20 до 120 мм, так как в более толстых стенках выделяются более крупные включения графита. Поэтому повышение содержания углерода, кремния и фосфора усиливает неоднородность механических свойств, а никель, молибден, отчасти хром и медь — уменьшают ее.

На однородность свойств серого чугуна благоприятное влияние оказывает его высокий перегрев, способствующий получению в нем мелкозернистого графита.

Неметаллические включения в сплавах также ухудшают его свойства. Особенно отрицательное действие оказывают включения остроугольной или вытянутой формы, расположенные по границам зерен в виде пленок или цепочек. Включениями могут быть окислы, сульфиды, нитриды и другие составляющие. Для удаления окислов производится раскисление сплава. Неметаллические включения удаляют отстаиванием жидкого сплава, продувкой через сплав нейтральных газов, кипением ванны и другими методами.

Кроме перечисленных основных свойств, литейные сплавы также характеризуют удельную прочность, обрабатываемость резанием и стоимость.

Значения удельной прочности сплавов, выраженные в кг/мм2 и отнесенные к единице удельного веса, примерно равны

Из приведенных данных следует, что более высокую удельную прочность имеют магниевые сплавы, низколегированные стали и сплавы на основе алюминия.

Обрабатываемость сплавов резанием на металлорежущем оборудовании, выраженная временем, необходимым для удаления единицы объема сплава, характеризуется следующими данными:

В отношении обрабатываемости сплавы цветных металлов значительно превосходят железоуглеродистые сплавы, чугун и сталь.

Примерная стоимость тонны отливок из различных сплавов следующая:

Из приведенных данных следует, что стоимость одной тонны отливок из оловянной бронзы, высоколегированной стали и магниевых сплавов во много раз превышает стоимость отливок из серого чугуна. Главной причиной низкой стоимости отливок из серого чугуна является невысокая стоимость исходных материалов, весьма хорошие его литейные свойства, способствующие получению из него разнообразных и дешевых отливок. Ho следует учитывать, что из одной тонны сплавов на основе алюминия и магния можно изготовить значительно большее количество отливок, чем из железоуглеродистых и медных сплавов. Поэтому действительное соотношение стоимости отливок для этих сплавов будет более благоприятным.

Предотвращение горячего разрыва | Modern Casting

Скорость деформации позволяет прогнозировать дефекты в отливках из магниевого сплава AZ 91.

Отчет о современном кастинге

(Щелкните здесь, чтобы увидеть историю в октябрьском выпуске Modern Casting .)

Горячий разрыв является одним из наиболее частых дефектов отливок, и его появление важно предсказать еще на стадии проектирования изделия. Не существует однозначного объяснения первопричины этого дефекта, хотя существует множество прогнозных моделей.Одна из причин заключается в том, что горячий разрыв — это проблема, связанная с конкретным материалом.
Исследователи Милан Ракита, Цинъю Хан и З. Лю из Университета Пердью, Отдел машиностроения, Вест-Лафайет, штат Индиана, сравнили результаты моделирования для магниевого сплава
AZ 91 с предыдущими экспериментальными работами. Они обнаружили, что скорость деформации может использоваться в моделировании для прогнозирования мест, подверженных горячему разрыву в этом сплаве. В их статье «Скорость деформации как предиктор горячего разрыва магниевого сплава AZ 91» представлен анализ исследования.

Вопрос

С учетом случайного появления и степени горячего разрыва, какую надежную модель прогнозирования можно разработать для магниевого сплава AZ 91?

1. Справочная информация

Критерии горячего разрыва можно грубо разделить на несколько основных групп: основанные на напряжении, на основе деформации, на основе скорости деформации и немеханические. Основное предположение во многих моделях горячего разрыва состоит в том, что этот дефект возникает, когда подача прекращается для компенсации усадки отливки.

Сочетание недостаточной подачи и скорости деформации было качественно описано как причина горячего разрыва.Rappaz, Drezet и Gremaud дали количественное описание состояний, которые могут вызывать образование горячих слез, обычно называемых критерием RDG. Согласно модели, если падение давления, вызванное приложенной скоростью деформации, становится ниже критического значения, образуется горячий разрыв.

Модифицированная форма критерия RDG предполагает, что скорость деформации не зависит от температуры. Здесь за пределы интегрирования берутся температура подачи массы и температура при возникновении мостиков между ветвями дендритов.Исследование, включавшее несколько тестов на разрыв при горячем раздирании, показало, что модель RDG имеет наибольший потенциал для прогнозирования горячего разрыва, но только на качественной основе. Модели горячего разрыва на основе скорости деформации испытываются на алюминиевых сплавах, часто Al-4,5% Cu, известных своей восприимчивостью к горячему разрыву.

Это хорошо известное практическое наблюдение, что горячий разрыв может быть уменьшен или устранен в контролируемых условиях литья, которые предотвращают образование больших градиентов температуры и напряжения. В соответствии с этим выполняется предварительный нагрев постоянных форм до достаточно высокой температуры, чтобы уменьшить или исключить горячий разрыв.

Если кормление служит только для закрытия пространства между разделенными дендритами, недостаточное питание не может быть причиной горячего разрыва; есть открытые и наполненные горячими слезами. Кормление в данной работе не рассматривается, хотя оно подразумевается моделью RDG, которая здесь будет использоваться.

Эксперименты, в которых несколько сплавов магния заливали в предварительно нагретые формы, определяли критическую температуру предварительного нагрева, выше которой не происходит горячего разрыва. Магниевый сплав AZ 91 не подвергался горячему разрыву, если форма была предварительно нагрета до 635 ° F (335 ° C) или более.Среди протестированных магниевых сплавов AZ 91 имел самую низкую подверженность горячему разрыву.

Исследователи попытались смоделировать аналогичные условия и определить, какой критерий горячего разрыва соответствует предыдущим экспериментальным наблюдениям. Чтобы проверить чувствительность прогноза, был смоделирован сплав AZ 91, поскольку он имеет относительно низкую подверженность горячему разрыву и несколько более низкую температуру заливки, что иногда помогает снизить опасность горячих разрывов. Другие гипотезы, также проверенные, включали связь между термическими напряжениями и механическими свойствами мягкой зоны и несоответствие между расширением формы и усадкой отливки.Как показали результаты этого простого моделирования, скорость деформации может использоваться в качестве надежного предиктора горячего разрыва при моделировании литья магниевых сплавов.

2. Порядок действий

Использовалось коммерческое программное обеспечение для моделирования литья, свойства для AZ 91 были взяты из его базы данных. Температуры ликвидуса и солидуса AZ 91 составляют 1114F (601C) и 797F (425C) соответственно. Температура заливки была установлена ​​на 1292F (700C), хотя предыдущие исследователи использовали перегрев от 257F до 320F (от 125C до 160C).

Имитационная модель, рис. 1, примерно напоминает одну из двух форм, использованных в предыдущих исследованиях. Размеры воспроизводятся, в то время как не указанные размеры сделаны так, чтобы они напоминали фотографию. Образцы этого типа, иногда называемые литьем «арфы», часто используются для определения предрасположенности к горячему разрыву.

Вентиляционные отверстия, которые продолжаются на концах сферических концов, добавлены в программное обеспечение для моделирования, чтобы избежать излишне большого количества контрольных объемов.Однако было обнаружено, что их существование не влияет на представленные здесь результаты. Контрольные точки помещаются между стержнем и радиусом на обоих концах всех стержней на расстоянии около 0,008 дюйма (0,2 мм) от поверхности в отливке и форме. Данные, представленные в разделе «Результаты», получены из этих точек. Только отливка моделируется с использованием 150 610 металлических ячеек, а полная модель имеет 5 528 736 контрольных объемов.

Вместо определения падения давления при приложенной скорости деформации была оценена критическая скорость деформации, вызывающая горячий разрыв.Точно определить критическую скорость деформации непросто. Определить точные значения температурного градиента и скорости затвердевания может быть сложно. Самыми большими проблемами кажутся вязкость и особенно порог кавитации. Хорошо известно, что величина порога кавитации очень изменчива и непредсказуема, отчасти потому, что до сих пор не существует действительной модели существования ядер кавитации.

Критическая скорость деформации увеличивается с увеличением порога кавитации и расстояния между вторичными дендритными плечами.Очевидно, что эта модель предсказывает, что материал становится очень нетерпимым к наложенной скорости деформации и очень чувствительным к горячему разрыву, когда температура приближается к солидусу. Критическая скорость деформации асимптотически приближается к нулю около солидуса, что означает неизбежный горячий разрыв, который физически нереален. Это говорит о том, что критическую скорость деформации следует искать около температур, при которых доля твердой фазы составляет приблизительно 0,9, а не около температуры солидуса.

Скорость деформации самая высокая в пресс-форме, предварительно нагретой до 392 ° F (200 ° C), и падает с увеличением температуры предварительного нагрева.Основной особенностью является явная разница в скоростях деформации отливки при предварительном нагреве форм до 626F (330 ° C) и 644F (340 ° C). Скорости деформации возле сферических концов были даже немного отрицательными в районе температуры солидуса, когда форма была предварительно нагрета до 644 ° F (340 ° C). Интересно, что, за исключением самого короткого стержня рядом с стояком, скорости деформации были выше, если форма была предварительно нагрета до 698F (370C). Эксперименты для этого сплава проводились при температуре примерно до 707F (375C), и о горячем раздирании не сообщалось.Следовательно, мы можем предположить, что скорость деформации развивалась, когда форма была предварительно нагрета до 698 ° F (370 ° C).

Разумно ожидать, что тонкие жидкие пленки между твердыми зернами нуждаются в более высоком пороге кавитации из-за отсутствия ядер кавитации, таких как пузырьки газа и растворенные газы. Также было исследовано соотношение скоростей охлаждения формы и отливки. Основная гипотеза состоит в том, что горячего разрыва можно избежать, если тепловое расширение и усадка формы и отливки происходят одновременно. Если форму предварительно нагреть до недостаточно высокой температуры, она все равно будет расширяться, пока отливка сжимается.Это увеличивает накопление напряжений в отливке, что приводит к растрескиванию на последних стадиях затвердевания, когда материал начинает приобретать механическую прочность.

Для оценки разницы в усадке было бы идеально сравнить изменение длины между характерными точками в кристаллизаторе с изменением неограниченной длины в отливке. Последнее, однако, очень трудно определить. По этой причине сравниваются скорости охлаждения в соседних точках формы и отливки.

Как показано на рис. 2, этот результат не является убедительным доказательством горячего разрыва. Отношение положительное, что означает усадку как отливки, так и формы в этих точках, когда отливка имеет температуру около солидуса. Кроме того, расстояние между контрольными точками в кристаллизаторе уменьшается, когда температура отливки ниже 932F (500C). Даже если форма сжимается, это может наложить значительные ограничения, если отливка без ограничений сжимается с большей скоростью.

В любом случае влияние несоответствия усадки должно быть хорошо отражено скоростью деформации.Можно ожидать, что эти двое находятся в прямой пропорции
.

Отношение скоростей охлаждения немного отрицательное в начале охлаждения, что указывает на его расширение, но во всех случаях соотношение достигает положительных значений, когда температура отливки составляет около 932 ° F (500 ° C). Следовательно, согласно моделированию, форма расширяется, а отливка сжимается, когда доля твердой фазы составляет около 0,75, когда опасность горячего разрыва не так велика. Иногда возникают большие отрицательные пики, которые появляются и исчезают в пределах от 10 до 15 ° C, прежде чем соотношение станет положительным.Появление этих пиков не зависит от температуры предварительного нагрева. В заключение, эффект несоответствия усадки не может быть четко продемонстрирован в этом моделировании.

Смоделированные напряжения показывают лишь незначительные пластические деформации в коротких стержнях в очень небольшом диапазоне температур ниже температуры солидуса и только в форме, предварительно нагретой до 392F (200C). Таким образом, симуляция не показала бы опасности горячего разрыва, если бы этот результат использовался в качестве прогноза.

3. Результаты и выводы

Смоделированные скорости деформации в отливке типа «арфа» с предварительно нагретой до 644 ° F (340 ° C) формой показывают заметно более низкие значения, чем для формы, предварительно нагретой до 626 ° F (330 ° C).Это приемлемо согласуется с предыдущими экспериментальными результатами, согласно которым горячий разрыв не происходил в формах, предварительно нагретых до температуры выше 635 ° F (335 ° C).

Это хороший показатель того, что скорость деформации может использоваться при моделировании реальных отливок из магниевого сплава AZ 91 для прогнозирования возможного горячего разрыва и поиска решения уже на этапе проектирования. Можно сделать предположение, что скорость деформации может использоваться в качестве предиктора горячего раздирания магниевых сплавов в целом. Для доказательства этого утверждения требуется дополнительная работа.

Критерий RDG использовался в его дифференциальной форме, и вязкость была рассчитана для получения критической скорости деформации. Эта процедура требует дальнейшего обоснования, чтобы быть более строгой. Тем не менее, расчетная предельная скорость деформации попадает в диапазон, который разделяет скорости деформации в форме, предварительно нагретой до 626F и 644F (330C и 340C). Поскольку критическая деформация не показывает физически реалистичного поведения вблизи солидуса, ее значение следует определять при более низких значениях твердой фракции.

В заключение, рекомендуется определять критическую скорость деформации путем объединения испытаний литья «арфы», моделирования тех же испытаний и набора уравнений, использованных в этом исследовании. Этот результат можно использовать при моделировании реальных отливок из этого сплава для оптимизации параметров процесса, чтобы снизить риск горячего разрыва или полностью его избежать.

Для получения дополнительных сведений см. Исходную версию этой статьи, 13-1340, опубликованную в протоколах Конгресса по литью металлов AFS 2013 г., на веб-сайте www.afsinc.org.

Устранение горячих точек трещин при литье под давлением: «Если жарко, охладите. Если холодно, согрейте».

Некоторые основные моменты онлайн-семинара NADCA «Дефекты литья под давлением: дефекты поверхности и другие проблемы».

Этот второй курс охватывает дефекты, вызванные такими вещами, как проблемы с вентиляцией, дефекты поверхности, такие как «белая поверхность» и маркировка распылением штампа. Затем он переходит в два основных типа растрескивания, утечки, заусенцев и отслаивание / отслаивание во время обработки.

Чтобы получить информацию о том, как приобрести загружаемую копию этого вебинара целиком, посетите: http://www.diecasting.org/store/detail.aspx?id=WEB228

Стенограмма из сюжета видео,

«Трещины. Мы знаем причину, которую часто относительно легко остановить. Две недели назад я был на заводе, где периодически возникали и исчезали прерывистые трещины. Когда мы проверили, отливка всегда была потрескавшейся, но не на поверхности, это было внутри отливки это была горячая трещина.Мы пройдем через это.

Трещины — одна из самых простых вещей, которые можно исправить, и одна из самых неприятных. Итак, у вас есть горячие трещины, сидящие здесь обычно в центре места, откуда тепло идет с обоих направлений, называемых сходящимся тепловым потоком, и обычно это горячие трещины, и я покажу вам их через минуту.

Трещины, разрывы или горячие трещины имеют множество причин, но обычно они, по крайней мере, частично вызваны усадочными трещинами на поверхности. Если вы представите эту область на предыдущем слайде, все это заморожено, а эта часть — нет.Он начинает сжиматься в обе стороны, открывает трещину. Чаще всего отливка растягивается в штампе при охлаждении, потому что штамп не меняет размеров, но остается прочным. Пока отливка остывает и сжимается, растяжение вызывает трещины в самых слабых местах. Последнее место для затвердевания, где алюминий еще не полностью замерз или где он все еще очень, очень слаб. Так как эти горячие трещины являются локальным тепловым эффектом.

Трещины затвердевания на поверхности возникают во время затвердевания, они имеют темную поверхность, поэтому, когда вы открываете их, вы часто видите темные пятна на поверхности.

Или это может выглядеть так справа, где у вас есть несколько небольших усадочных трещин на поверхности и отливки, которые растрескиваются при охлаждении в штампе, трещина также будет горячей точкой. Но у него не будет светлой поверхности радиусов увеличения.

Смотрим типичную горячую трещину, она так выглядит. Обычно они не длинные, но широкие, расстояние между двумя лицами. И если вы его разрежете и отполируете, вы это увидите. Опять же, трещина неглубокая, но на поверхности она широкая.Это означает, что он трескается, пока был горячим. Это означает, что эта область, скорее всего, горячая, и если она горячая, охладите ее. Если холодно, согрейте.

Механические напряжения могут вызвать трещины при открытии матрицы или выбросе отливки. Обычно это острые трещины. Трещины в основании длинных стержней или ребер, перетягивание или залипание выступов в одну половину матрицы может указывать на смещение матрицы при разделении штампов. Следует проверить факторы выравнивания штампа, такие как провисание штампа, которое наблюдалось четыре недели назад.Когда игральная кость открылась, она слегка упала. Изношенные направляющие штифты, изношенный рычажный механизм, изношенные втулки рулевой тяги, изношенные башмаки, неравномерное напряжение рулевой тяги Но наиболее распространенным является то, что отливка находится в штампе слишком долго.

Чтобы приобрести доступ к этому курсу, посетите рынок NADCA Market Place по адресу www.diecasting.org/store. Приобретая курс через систему онлайн-образования, вы получаете один год доступа к записи, презентации, вспомогательным материалам и тестам, если это применимо ».

---

Новости литья под давлением от Североамериканской ассоциации литья под давлением:

Вниманию профессионалов отрасли — зарегистрируйтесь сегодня на Исполнительную конференцию NADCA по литью под давлением

Национальные курсы NADCA в процессе — зарегистрируйтесь сегодня

Переговоры по НАФТА

---

Служба поддержки Hill and Griffith

Мы известны своим практическим подходом.Позвольте нам посетить ваш завод, предложить техническую поддержку по литью под давлением и порекомендовать разделительные составы, смазочные материалы, смазочные материалы для поршней и долговечные смазки для форм, которые соответствуют вашим потребностям. Продукты, которые представляют собой новейшие технологии и постоянные исследования, которые повышают конкурентоспособность и производительность.

Образцы продукции

Мы рады предоставить образцы в достаточно большом количестве, чтобы вы могли «попробовать перед покупкой». Смазочные материалы для литья под давлением и прессования — Diluco®, стойкие покрытия для форм — Concote ™, Plunger Lube ™ — графитовые и неграфитовые масла и пасты с превосходными противоизносными свойствами, продукты для литья: смазочные материалы для запуска, покрытия ковшей, защита от пайки пасты, Водный гликоль, Смазочные материалы для прессов, Защита поверхности для хранения отливок, Защита от коррозии для хранения штампов, Очистители для машин и штампов, Защита от коррозии для машин, Закалочные средства для термообработки и Жидкости для теплопередачи.А также промышленные смазочные материалы Griflube®, гидравлические жидкости с огнестойкими и противоизносными свойствами, гидравлическая жидкость на основе натуральных эфиров Bio-Syn, смазки для кулачков Way и жидкости для металлообработки — Grifcut ™

.

Техническое обслуживание и поддержка

Обследование процессов на месте, исследование дефектов литья, тестирование продукции, запуск оснастки, статистический контроль процессов и многое другое. Кроме того, доступны лаборатории для проведения тестирования по запросу.

Горячее растрескивание при сварке и литье

Абстрактные

Алюминиевые сварные швы подвержены ликвационному растрескиванию в зоне частичного плавления (ПМЗ). Используя многокомпонентную модель Шейла, были рассчитаны зависимости температуры от доли твердого вещества (T-fS) во время затвердевания для PMZ и металлов сварного шва (WMs). Эти кривые использовались для прогнозирования склонности к растрескиванию путем проверки наличия опасного состояния WM fS> PMZ fS во время затвердевания PMZ и снижения восприимчивости за счет минимизации этого условия.Этот подход был протестирован на сварных швах с полным проплавлением сплавов 7075 и 2024, и его можно использовать для выбора или разработки присадочных металлов. Также было исследовано ликвационное растрескивание в ПМЗ в швах литых сплавов Al-Si. Склонность к растрескиванию оценивали с помощью кругового теста и сварных швов с полным проплавлением, выполненных с присадочными металлами 1100, 4043, 4047 и 5356. Расклинивающие трещины были значительными с присадочными материалами 1100 и 5356, но незначительными с присадочными материалами 4043 и 4047. Во всех сварных швах. Ликвидационные трещины были полностью заделаны, а не открыты, как при сварке с полным проплавлением деформируемых сплавов 2219 и 6061.Кривые T-fS показали, что сплав A357 имеет гораздо более высокую фракцию жидкости для обратной засыпки до того, как затвердевание PMZ по существу закончилось. Горячий разрыв в сплавах Mg-xAl-yCa исследовали путем литья с ограниченным стержнем (CRC) в стальную форму. Восприимчивость к горячему разрыву значительно снизилась с увеличением содержания Ca (y), но не сильно изменилась с содержанием Al (x). Инструментальная CRC со стальной формой была разработана для обнаружения начала горячего разрыва. Были исследованы вторичные фазы, содержание эвтектики, путь затвердевания и интервал замерзания.Горячий разрыв в сплавах Mg-Al-Sr также исследовался методом CRC в стальной форме. Для сплавов Mg- (4,6,8) Al-1.5Sr склонность к горячему разрыву значительно снижалась с увеличением содержания Al. В случае сплавов Mg- (4,6,8) Al-3Sr тенденция была аналогичной, но не столь значительной. При том же содержании Al склонность к горячему разрыву значительно снижалась с увеличением содержания Sr. Инструментальная CRC со стальной формой также использовалась для испытания горячего раздирания сплавов Mg-Al-Sr. В сплавах, наиболее подверженных растрескиванию, растрескивание происходит при более высокой температуре, чем в сплавах, наименее подверженных растрескиванию.

Крупнейшие дефекты литья по выплавляемым моделям

Крупнейшие дефекты литья по выплавляемым моделям

Среди всех дефектов литья по качеству самым большим недостатком литья по выплавляемым моделям являются трещины литья. По своим характеристикам его можно разделить на горячие трещины и холодные трещины. При производстве не допускается наличие дефектов.

(1) Горячая трещина

Горячая трещина обычно возникает в конце затвердевания или вскоре после окончания застывания.Отливки все еще находятся в высокой температуре. стадии, прочность и пластичность очень низкие. температура пласта между 1250 и 1450 ° C, что вызвано твердой усадкой Кастинг.

Основные характеристики горячих трещин:

1) Возникновение на границе зерен и расширение вдоль границы зерен. Форма эта неравномерная по толщине и неправильная извилистость;

2) Обычно взломанная сеть;

3) Поверхность трещины окислена, не имеет металлического блеска.В поверхность трещины стальной отливки примерно черного цвета;

4) Концы трещин круглые и тупые, со значительным окислением и обезуглероживание с двух сторон. Иногда встречаются явные дефекты, такие как рыхлость, включения и дыры.

По месту образования горячей трещины в отливке ее можно разделить на внешнюю трещину и внутреннюю трещину.

Горячая трещина, которая видна на поверхности отливки, является внешней трещиной.Внешние трещины часто возникают на углах отливки, где локальное затвердевание происходит медленно и может возникать концентрация напряжений. Он отличается широкой поверхностью, узкой сердцевиной и каплевидной формой. Иногда трещина проникает через весь участок отливки.

Внутренние трещины обычно возникают внутри отливки и на окончательной затвердевание. Его характеристики: неправильная форма. Поверхность трещины часто сопровождается дендритами. Обычно внутренние трещины не распространяются на поверхность отливки.Типичный пример внутренней трещины — трещина раскрывается корнем после снятия стояка.

Причины образования горячих трещин можно резюмировать следующим образом:

1) Усадочное напряжение при охлаждении отливки слишком велико;

2) Отливка заблокирована в кристаллизаторе;

3) Отливка охлаждается неравномерно;

4) Конструктивная конструкция отливки необоснованна, и есть резкое изменение геометрии;

5) Вредные примеси увеличиваются по границам зерен;

6) Между поверхностью отливки и покрытие.

(2) Холодная трещина

Холодная трещина — это процесс, при котором отливка непрерывно охлаждается до комнатная температура после затвердевания отливки и растягивающее напряжение вызванный отливкой, превышает предел прочности отливки на разрыв тело.

Основные признаки холодного растрескивания:

1) Оно всегда возникает в той части, которая подвергается растягивающему напряжению. В в частности, точки концентрации напряжений, в которых форма и размер отливки изменять;

2) Ширина трещины равномерная и узкая, прямая или изломанная, и кристалл расширяется;

3) Поверхность трещины относительно чистая, гладкая, нежная, с металлическим блеском. глянец или цвет слабого окисления;

4) Вершина трещины острая, почти нет окисления и обезуглероживание с обеих сторон трещины.Микроструктура в основном такой же, как у матрицы.

Причины возникновения холодных трещин можно кратко изложить следующим образом:

1) Конструкция конструктивной системы отливки неразумна. Неравномерный толщина стенки отливки приведет к напряжению отливки, а иногда и к холоду. растрескивание. Отливки жестких конструкций из-за блокировки их структура, усадочное напряжение, вызванное понижением температуры, как правило, вызывает холод растрескивание отливки. Отливки с тонкостенными крупными стержнями и тонкими стенками очень склонны к образованию холодных трещин;

2) Необоснованная конструкция системы сливного стояка.Для отливок с неравномерная толщина стенки, если внутренняя заслонка расположена в толстостенной части отливки, скорость охлаждения толстой части отливки будет медленнее, вызывая или ухудшая скорость охлаждения каждой части отливки. В разница увеличивает термическое напряжение отливки, легко вызвать холод растрескивание отливки. Если положение сливного стояка неправильно разработан, это будет напрямую препятствовать усадке отливки и сделает литье легко производить холодные трещины.

3) Прочность песка или керна слишком высока. Высокая температура репеллент плохой. Или песок слишком плотный. Усадка отливки составляет затруднены, вызывая большое растягивающее напряжение, что приводит к холодному растрескиванию Кастинг.

4) Химический состав стали не определен. Вредный содержание элементарного фосфора слишком велико. Повышают хладноломкость стали и легко вызывает холодные трещины.

5) Отливки открываются преждевременно. Температура падающего песка слишком высока. высокая.Столкновение или выдавливание во время очистки песком может вызвать растрескивание Кастинг.

Горячий разрыв многокомпонентных сплавов Al-Cu на основе измерения нагрузки отливки в неразъемной форме (конференция)

Сабау, Адриан С., Мирмиран, Сейед, Гласпи, Кристофер, Ли, Шимин, Апелиан, Диран, Шиам, Амит, Хейнс, Джеймс А. и Родригес, Андрес. Горячий разрыв многокомпонентных сплавов Al-Cu на основе измерения нагрузки отливки в неразъемной форме с ограничениями .США: Н. П., 2017. Интернет. DOI: 10.1007 / 978-3-319-51493-2_44.

Сабау, Адриан С., Мирмиран, Сейед, Гласпи, Кристофер, Ли, Шимин, Апелиан, Диран, Шиам, Амит, Хейнс, Джеймс А. и Родригес, Андрес. Горячий разрыв многокомпонентных сплавов Al-Cu на основе измерения нагрузки отливки в неразъемной форме с ограничениями . Соединенные Штаты. https: // doi.org / 10.1007 / 978-3-319-51493-2_44

Сабау, Адриан С., Мирмиран, Сейед, Гласпи, Кристофер, Ли, Шимин, Апелиан, Диран, Шиам, Амит, Хейнс, Джеймс А. и Родригес, Андрес. Солнце . «Горячий разрыв многокомпонентных сплавов Al-Cu на основе измерения нагрузки отливки в постоянной неразъемной форме». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1007/978-3-319-51493-2_44. https: // www.osti.gov/servlets/purl/1348325.

@article {osti_1348325,
title = {Горячий разрыв многокомпонентных сплавов Al-Cu на основе измерений нагрузки отливки в постоянной неразъемной форме},
author = {Сабау, Адриан С. и Мирмиран, Сейед и Гласпи, Кристофер и Ли, Шимин и Апелиан, Диран и Шиам, Амит и Хейнс, Джеймс А. и Родригес, Андрес},
abstractNote = {Горячий разрыв является основным дефектом литья, который часто трудно охарактеризовать, особенно для многокомпонентных алюминиевых сплавов, используемых для отливок головок цилиндров.Восприимчивость многокомпонентных сплавов Al-Cu к горячему разрыву во время разливки постоянной формы была исследована с использованием постоянной формы с ограничениями, в которой измерялись нагрузка и смещение. Экспериментальные результаты по восприимчивости к горячему разрыву сравниваются с результатами, полученными на основе критерия горячего раздирания, температурного диапазона, оцененного при доле твердых веществ 0,87 и 0,94. Состав Cu варьировался от приблизительно 5 до 8 pct. (масса). Эксперименты по литью проводились без измельчения зерна.Измеренная нагрузка во время литья может использоваться для определения степени горячего разрыва. Однако, когда присутствуют небольшие горячие разрывы, изменение нагрузки не может использоваться для обнаружения и оценки восприимчивости к горячим разрывам.},
doi = {10.1007 / 978-3-319-51493-2_44},
url = {https://www.osti.gov/biblio/1348325}, journal = {},
issn = {2367–1181},
число =,
объем =,
place = {United States},
год = {2017},
месяц = ​​{1}
}

CMT Импорт:.Общие дефекты отливки

Дефект	Описание	Изображение
ПОРИСТОСТЬ — ГАЗОВЫЕ ОТВЕРСТИЯ	Пустоты, вызванные захваченным газом, растворенным в расплавленном металле или воздухе, и влагой в самой форме. Газовые отверстия имеют круглую или каплевидную форму.
ПОРИСТОСТЬ — УСИЛЕНИЕ	Пустоты, возникающие в результате замерзания металла и блокирующие поток металла к последним участкам отливки перед затвердеванием.Причина обычно в недостаточном подъеме. Усадка также может происходить из-за проблем с направленным затвердеванием, возможно, из-за геометрической формы и расположения входных патрубков и исходного металла.
ПОРИСТОСТЬ — ИНОСТРАННЫЙ МАТЕРИАЛ	Форма пористости обычно неправильная. Причина — песок или керамика, отколовшаяся от формы. Это также могут быть примеси в расплаве, известные как окалина или шлак.
ХОЛОДНЫЙ ОТРЫВ	Это происходит, когда металл, поступающий в форму с разных сторон, не плавится должным образом. Обычно это выглядит как трещина в отливке. Холодный металл приводит к потере текучести.
MISRUN / SHORT POUR	Когда расплавленный металл не заполняется полностью, происходит некорректное заполнение формы.Причиной может быть сломанная форма (выбег), недостаточное количество металла в процессе разливки или недостаточная текучесть металла.
СМЕЩЕНИЯ — ФОРМА ИЛИ СЕРДЕЧНИК	Это распространенный дефект при отливке в песчаные формы, который можно исправить с помощью установочных штифтов. Несоосность двух половин пресс-формы приводит к этому дефекту. Сдвиги керна происходят, если размещение керна неправильно расположено для формирования внутренних элементов.
ТЕПЛОВЫЕ ПРОВЕРКИ / ГОРЯЧАЯ СЛЕЗА	Положительный металл на поверхности отливки из-за трещин в формах. Термическая проверка — это термин для литья под давлением, который возникает в результате трещин в стальных штампах из-за термоциклирования. Горячий разрыв — это термин, используемый при литье в песчаные формы для описания шероховатых линий положительного металла на поверхности. Оба являются косметическими и легко удаляются.
ШЕРОХОВАЯ ПОВЕРХНОСТЬ	Обычно возникает из-за слабого формовочного песка, который смывается во время заливки.Песок также может сломать форму и прилипнуть к рисунку из-за чрезмерного содержания влаги или шероховатости рисунка.
ИЗБЫТОЧНАЯ ВСПЫШКА	Состояние возникает, когда две половины формы разделяются, позволяя расплавленному металлу уйти. Излишки можно удалить, а отливку утилизировать.

5 типов дефектов алюминиевого литья и способы их устранения

Дефекты, возникающие в процессе литья алюминия, не редкость.Некоторые из них настолько малы, что их можно терпеть, а некоторые легко отремонтировать. Другие, однако, настолько суровы, что у нас нет другого выхода, кроме как отбросить изгнание и начать заново.

Конечно, это далеко не идеальный. К счастью, у нас есть множество способов устранения дефектов.

Вот пять основных типов неровностей, обнаруживаемых в алюминиевых отливках:

• Усадка — Возникают дефекты усадки в процессе затвердевания. Открытые дефекты усадки обнаруживаются на поверхность отливок, а закрытые дефекты усадки образуются внутри литье, когда отдельные лужи жидкости могут образовываться внутри затвердевший металл.

• Пористость по газу — Жидкий алюминий может удерживать большие объемы растворенного газа, тогда как твердый алюминий не может. В результате газ может образовывать пузырьки внутри металла при его охлаждении, снижая общую прочность отливки. Пористость газа чаще всего вызывается растворенным водородом в расплавленном металле.

• Заливка Дефекты металла — Некоторые вещи могут пойти не так при заливке расплавленного металла. Жидкий металл может не заполнять всю форму. полость, в результате чего остается незаполненная часть.Как вариант, два фасада из металла может не плавиться должным образом в полости формы, что приведет к образованию слабого места.

• Металлургический Дефекты — Иногда химические состав металла не позволяет создать оптимальные условия охлаждения. Этот может привести к возникновению горячих точек — твердых участков на поверхности отливки, которая остыла. быстрее, чем окружающий металл.

• Форма Дефекты — Металл слабее, когда он горячей. Если форма была неправильно спроектирована, это может вызвать остаточные напряжения в материал по мере того, как он охлаждается, что приводит к горячему растрескиванию.

Как лечить дефекты отливки

Наш подход к лечению неровности в наших отливках будут различаться в зависимости от характера дефекта. Но, как всегда, профилактика лучше лечения.

В Harrison Castings у нас есть специализированная лаборатория на месте, которая стремится к тому, чтобы все наши отливки обладают лучшими металлургическими свойствами. Таким образом мы уменьшаем шансы появления дефектов вообще.

Мы постоянно контролировать наши механические процессы, наш состав песка и наши сплавы.Как результат, мы смогли отказаться от любых неэффективных процессов, которые исторически привело к более низкому качеству отливок, в то же время совершенствуя любые процессы, ведущие к к более высокому выходу и превосходным металлургическим свойствам.

Контроль металла

Наш обширный контроль металла процесс включает спектрографический анализ, индексацию плотности и ротационный дегазация.

Роторная дегазация включает использование инертных газов, таких как азот, для устранения присутствия водорода в расплавленном алюминии, что, в частности, служит для снижения рисков как усадки, так и дефектов газовой пористости.

Дефекты пористости газа дополнительно уменьшаются с помощью процесса, называемого индексацией плотности. Мы подвергаем образец расплавленного алюминия испытанию пониженным давлением (RPT), где ему дают затвердеть в вакууме. Пониженное давление увеличивает размер образовавшейся пористости.

Сравнение этого образца с образцом, которому дали затвердеть при атмосферном давлении, позволяет нам вычислить индекс плотности нашего расплавленного алюминия.