yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share

Техн.и технологии 2

Трещины.

Если конструкция отливки симметрична или настолько жесткая, что не допустит деформации при возникновении остаточного напряжения, то последнее сохраняется в отливке в скрытом виде.

Материал отливки при этом ведет себя по закономерностям, установленным при прочностных испытаниях на растяжение.

На рис. 7а показана зависимость напряжений от удлинения. При удлинении (упругая деформация) напряжения увеличиваются прямо пропорционально от 0 до предела упругости σу. Эта граница будет достигнута при удлинении, соответствующем точке l. Если удлинение увеличивается еще больше, то прямая пропорциональность между напряжениями и удлинением уже не наблюдается, и напряжения повышаются медленнее, вплоть до достижения предела текучести σТ, который достигается в материале отливок при удлинении, обозначенном точкой 2. Если теперь напряжения в отливке снять, то удлинение уменьшится, но не до исходной величины 0, а до точки 11. Удлинение 0-11 сохранится в отливке как остаточная деформация. В хрупких или малопластичных материалах предел текучести практически совпадает с пределом прочности. Если в отливке из такого материала возникнут остаточные напряжения, превышающее этот предел, то в отливке образуется трещина.

Рис. 7.

Горячие трещины возникают в отливках из стали и цветных сплавов (реже в чугуне) при высокой температуре заливаемого металла, повышенной усадке отливки, неправильной конструкции литниковой системы и прибылей, при плохой податливости стержня, формы, неправильной конструкции отливок, неравномерном охлаждении, вызывающем внутренние напряжения в отливке, а также при отклонениях химического состава металла от заданного. Горячие трещины имеют темную окисленную поверхность. Для оценки склонности сплавов к образованию горячих трещин применяют различные технологические пробы, основанные на торможении усадки, либо производят испытание на разрыв литых образцов через различные промежутки времени после заливки, измеряя при этом температуру в момент разрыва.

Горячие трещины образуются в интервале хрупкости, когда межзеренные прослойки еще жидкие и удлинение сплава ничтожно. В этом интервале при низком уровне пластичности сплав практически не может снижать уровень напряжений, вызванных усадкой, за счет какой-либо пластической деформации. Трещина образуется только в том случае, когда усадочная деформация превзойдет допустимую деформацию в интервале хрупкости. Если же усадка в этом интервале мала, а тем более если в этом интервале происходит предусадочное расширение, то горячая трещина не образуется. Возникновение трещины может также предотвратить быстрый рост прочности сплава при понижении температуры.     Трещины образуются обычно во внутренних углах сопряжений, где затвердевшая корочка имеет минимальную толщину, а напряжения достигают максимума.

Для борьбы с ними рекомендуется: увеличение податливости формы за счет применения податливых формовочных смесей и создания полостей в тех частях формы, которые располагаются между выступающими частями отливок; упрочнение слабых мест в отливках путем установки ребер жесткости, применением “холодильников”, созданием плавных переходов в сопряжениях; устранение выступающих частей в отливках или расчленение детали на более простые узлы с последующей сваркой; снижение температуры и скорости заливки и ослабление местных разогревов за счет выбора рациональной конструкции литниковых систем; уменьшение содержания в сплаве примесей, способствующих развитию интервала хрупкости, например, в железных сплавах - снижение количества серы, фосфора, водорода.

Холодные трещины могут быть следствием как неравномерной усадки отдельных частей отливки, так и просто механических повреждений при выбивке и очистке. Она представляет собой ровный или извилистый разрыв стенки отливки, возникший при низких температурах. Поверхность холодной трещины, как правило, зернистая, чистая, лишь изредка окрашенная в цвета побежалости.

В результате образования холодной трещины устраняется упругая деформация отливки. Ширина трещины указывает на величину деформации тех частей отливки, в которых возникали напряжения. Раскрытие трещины является характерным признаком того, что в отливке были остаточные напряжения. Этим отличаются трещины, образовавшиеся в отливке вследствие остаточных напряжений, от трещин, возникающих по иной причине, например, при ударе.

Для устранения холодных трещин необходимо обеспечивать равномерное охлаждение отливки в тонких и утолщенных местах.

Газовые раковины - пустоты в теле отливки, имеющие чистую и гладкую поверхность. Они бывают открытые (наружные) или закрытые (внутренние) и возникают при недостаточной газопроницаемости формовочной смеси, плохой вентиляции формы и стержня или неправильном ее устройстве, низкой температуре заливаемого металла, плохой просушенности формы и стержня, высоком содержании газов в металле, неправильном подводе металла и др. Устранение этих причин снижает возможность образования газовых раковин.

Обвал формы происходит в основном вследствие слабого уплотнения формы, недостаточной прочности формовочной смеси, а также неисправностей формовочного оборудования и сильных толчков и ударов по опоке во время сборки формы.

Песочные раковины возникают вследствие низкой прочности и влажности формовочной смеси, недостаточной поверхностной прочности стержня, слабого уплотнения и плохой продувки формы сжатым воздухом перед ее сборкой; кроме того, отдельные комочки и песчинки смываются струей металла во время заливки и заносятся в отливку. Этот брак можно устранить нормальным уплотнением формы, тщательной ее продувкой перед сборкой и тщательной отделкой литниковой воронки; не следует допускать длительного выстаивания формы перед заливкой.

Шлаковые включения могут находиться внутри тела отливки или на поверхности. Шлаковые раковины (включения) всегда полностью или частично заполнены шлаком, попадающим в отливку во время заливки металла в форму. Они образуются вследствие недостаточно тщательной очистки расплава от шлака в ковше, низкой огнеупорности футеровки ковшей и неправильной конструкции литниковой системы.

 

9