МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЛИПЕЦЬКА ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра металургії
РЕФЕРАТ
«Класифікація та виробництво виливків з хладостойкой стали . Відлиття з магнієвих сплавів. »
Виконали: Дарча Н.
Андреев А.
Селезньов Е.
Прийняв: Казакова Т. В.
Липецьк - 2002
Відлиття з ХЛАДОСТОЙКОЙ СТАЛИ
Розвиток кріогенної техніки, бурхливе освоєння сировинної бази в районах
Крайньої Півночі і Далекого Сходу зажадали виготовлення машин ірізного устаткування, здатного надійно і тривало працювати принегативних температурах. Хладостойкость багатьох, у тому числі і ливарнихконструкційних сталей недостатня. Основною причиною, що викликає зниженняпластичності та опору тендітному руйнування в області негативнихтемператур, є забрудненість сплаву киснем, сіркою, фосфором,поруч кольорових металів. З їхньою присутністю пов'язано освіта різноїформи неметалічних включень, зниження межкрісталліческой міцності.
Багаторічна практика показала, що допустимі концентрації стандартомсірки і фосфору (~ 0.05-0.04% кожного з елементів) є надзвичайновисокими. За даними Ю. А. Шульте, при зменшенні вмісту сірки внелегованої і низьколегованої конструкційних сталях від 0.04 до 0.01%ударна в'язкість зростає в 2 - 3 рази, знижується поріг хладноломкості.
Встановлено, що найбільше зростання пластичності та ударної в'язкостідосягається при вмісті сірки менше 0.01%. Отже, одним знапрямків є глибока десульфурації сталі. Кількість оксиднихвключень і їх форма багато в чому визначаються природою розкислювачі ітехнологією проведення цієї операціію Застосування для остаточногорозкислення силікокальцій, сілікобарія, силіцидів дозволяє не тількизнизити загальну забрудненість стали неметалевими включеннями, а йдодати їм більш сприятливу округлу форму. Суттєве значення маєбудова металевої основи. Дрібнозерниста равноосная структура матриці,отримується в результаті легування і термічної обробки, підвищуєхладостойкость сталі.
Особливістю хладостойкіх ливарних сталей (ГОСТ 21357-75) єнизька допустима концентрація сірки і фосфору (до 0.02% кожного). Великучастина сталей легують молібденом (0.1-0.3%) і ванадієм (0.06-0.15%).
Стандарт вимагає обробляти сталь при виплавці комплекснимирозкислювачі. Литі деталі з хладостойкой зносостійкого сталиексплуатують при температурі до-60оС.
У число здавальних характеристик поряд з введена ударна в'язкістьпри-60оС. Не допускаються в відливання неметалеві включення плівковоготипу.
Як випливає з викладеного вище, основні особливості виробництвахладостойкіх виливків полягають у виплавці, модифікуванні сплавів ітермічної обробки виливків. Яких-небудь істотних змін технологіївиготовлення форм та інших процесів одержання виливків не потрібно.
Типовими представниками виливків з хладостойкіх сталей марок
27ХН2МФЛ, 35ХМФЛ та ін за ГОСТ 21357 є ланки гусениць тракторів іекскаваторів, зуби ковшів, розпушувачі грунту, зварювально-литі конструкціївеликих перетинів екскаваторів; вироби з цих сталей в основному застосовуютьсяу гірничорудній і гірничометалургійний промисловості.
У холодильній техніці широко застосовують зріджені гази, зокремаазот. Щоб зберегти його в рідкому стані, потрібен жахливий мороз - майже
200 градусів нижче нуля. При такій температурі звичайна сталь стаєтендітної, як скло. Контейнери для зберігання рідкого азоту роблять зхладостойкой сталі, але і вона довгий час "страждала" одним істотнимнедоліком: зварні шви на ній мали низьку міцність. Усунути цейнедолік допоміг молібден. Перш до складу присаджувальних матеріалів,що застосовуються при зварюванні, входив хром, який як виявилося, приводив дорозтріскування країв шва. Дослідження дозволили встановити. що молібден,навпаки, запобігає утворенню тріщин. Після численних дослідів бувзнайдений оптимальний склад присадки: вона повинна містити 20% молібдену. Азварні шви тепер так само легко переносять двухсотградусний мороз, як ісама сталь.
Фотографічні структури стали 40ХНМЛ до і після обробки бескремніевимі комплексними лігатурами *
дендритних структура стали 40ХНМЛ (х20)
До обробки Оброблено
Мікроструктура стали 40ХНМЛ (х400)
До обробки Оброблено
Неметалічні включення в сталі 40ХНМЛ < p>
До обробки
Оброблено
Відлиття з магнієвого сплаву
Для виготовлення фасонних виливків використовують три групи магнієвихсплавів: сплави магнію з алюмінієм і цинком, сплави магнію з цинком іцирконієм, сплави магнію, леговані рідкоземельними металами.
Сплави 1-ї групи призначені для виробництва високо навантаженихвиливків, що працюють в атмосфері з великою вологістю. Для підвищеннякорозійної стійкості в сплави вводять 0.1-0.5% марганцю, а для зниженняокислюваність 0.001-0.002% берилію або 0.5-0.1% кальцію. Сплави цієї групивідносять до числа високоміцних. Основним упрочнітелем в них єалюміній, розчинність якого в магнії при евтектичних температуріскладає 17.4%, а при нормальній - 2.8%. Цинк також зміцнює магній, алеменш ефективно, ніж алюміній.
Основними структурними складовими сплавів цієї групи єпервинні кристали (Mg твердого розчину алюмінію і цинку в магнії, фази
((Mg17Al12), ((Mn, Al) і марганцева фаза. Фаза (є упрочнітелемсплавів при термічній обробці.
Сплави 2-ї групи також відносять до числа високоміцних. Вони відрізняютьсявід магнієвих сплавів інших груп підвищеними механічними властивостями іхорошою оброблюваністю різанням. Легування їх лантаном покращуєливарні властивості, дещо підвищує жаропрочное і зварюваність, алезнижує міцність і пластичність при нормальній температурі. Ці сплавимають задовільними ливарними властивостями, мають подрібненіцирконієм зерна, здатні упросняться при термічній обробці. З нихможна одержувати виливки з однорідними властивостями в різних по товщиніперетинах. Їх використовують для виготовлення виливків, що працюють при 200-250ОСі високих навантаженнях. Основними структурними складовими є твердийрозчин цинку і цирконію в магнії ((Mg) і включення інтерметалідів Mg2Zn3і ZrZn2, що є упрочнітелямі при термічній обробці.
Сплави 3-ї групи мають високу жаропрочное і гарноюкорозійною стійкістю. Вони призначені для тривалої роботи при 250 -
350ОС і короткочасної при 400ОС. Ці сплави мають хороші ливарнівластивості, високу герметичність, малу схильність до утворення мікрорихлоті усадочних тріщин, високі й однорідні механічні властивості в перетинахрізної товщини. Сплави з рідкоземельними елементами застосовують длявиготовлення виливків, що працюють під впливом статичних і втомнихнавантажень. 0сновнимі їх структурними складовими є твердий розчиннеодіма і цирконію в магнії і включення фаз Mg3Nd, Mg9Nd, Mg2Zr.
Для виготовлення виливків частіше використовують сплави першої групи.
Особливості плавки і лиття.
Плавка магнієвих сплавів сполучена з рядом труднощів, пов'язанихперш за все з їхньої легкої окислюваність. На поверхні магнієвих розплавів,на відміну від алюмінієвих, утворюється пухка плівка оксиду, нещо оберігає метал від подальшого окислення. При незначномуперегрів магнієві розплави легко спалахують. У процесі плавки магнійі його сплави взаємодіють з азотом, утворюючи нітріди, і інтенсивнопоглинають водень (до 30 см3 на 100 г розплаву). Оксиди і нітріди, перебуваючив підвішеному стані, обумовлюють зниження механічних властивостей сплавута освіта мікропористою у виливок.
Для запобігання інтенсивної взаємодії з пічними газами плавкумагнієвих сплавів ведуть під флюсами або в середовищі захисних газів. При плавцібільшої частини магнієвих сплавів застосовують флюси, основою яких єКарналіт. Покривні флюси для сплавів з рідкоземельними елементами неповинні містити хлористий магній, так як він взаємодіє з РЗМ зутворенням хлоридів, збільшуючи їх втрати до 20%.
Застосування флюсів викликає ряд небажаних явищ. Попадання флюсув тіло виливки призводить до утворення вогнищ інтенсивної корозії через їхвисокої гігроскопічності; істотно погіршуються умови праці. Тому вНині широко застосовують безфлюсовую плавку, використовуючи для захистумагнієвих розплавів газові суміші. У виробничих умовах найчастішевикористовують суміш повітря з 0.1% шестифториста сірки.
У залежності від масштабу виробництва і маси виливків застосовують триспособу плавки ливарних магнієвих сплавів: у стаціонарних тиглях, виймальноїтиглях і дуплекс-процесом (в індукційній печі-тиглі).
-----------------------< br>
