Комплексное воздействие на структуру и свойства медно-никелевых сплавов с целью повышения качества литых заготовок

• Автор: Лащенко, Дмитрий Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 128 с. : 35 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Состояние вопроса

1.1. Свойства и область применения медноникелевых сплавов

1.2. роблемы получения качественных литых заготовок из медноникелевых сплавов при полунепрерывном литье.

1.2.1. Образование газовой пористости в отливках

1.2.2. Причины образованиятрещин в отливках.

Задачи исследования

2. Методики исследования

2.1. Оборудование и материалы, использованные в работе

2.2. Методика обработки статистических данных

2.3. Методы экспериментальных исследований
2.3.1. Определение температурного поля в кристаллизующемся слитке
2.3.2. Металлографическое исследование микроструктуры литых и прессованных заготовок
2.3.3. Исследование качества слитка
3. Анализ существующих технологических режимов
3.1. Исследование теплообмена елитка сплава МНЖ51 с кристаллизатором при полунепрерывном литье по существующей технологии
3.2. Влияние технологических параметров на глубину лунки при полунепрерывном литье сплава МНЖ5
3.3. Выводы к третьей главе
4. Модифицирование медноникелевых сплавов
4.1. Терминология и классификация
4.2. Анализ процессов упрочнения металлов на разных уровнях структуры
4.3. Обоснование выбора модификаторов
4.4. Влияние модифицирования на структуру изучаемых сплавов системы СиРсМп
5. Исследование влияния флюсов на качество литых заготовок из
медноникелевмх сплавов
5.1. Подбор состава флюса в кристаллизаторе при разливке медноникелевых сплавов
5.2 Подбор покровного материала в печи при разливке медно
никелевых сплавов
5.3 Расчет расхода покровной смеси в печи
5.4. Выводы к пятой главе
6. Промышленное опробование технологии модифицирования
медноникелевых сплавов
6.1. Модифицирование сплава МНЖМцЗО1
6.2. Модифицирование сплава МНЖ5
6.3. Выводы к шестой главе Выводы по работе
Список использованных источников


Одно из основных преимуществ этих сплавов -устойчивость против коррозионного растрескивания под действием аммиака. Это свойство медно-никелевых сплавов, применяемых главным образом для изготовления труб для конденсаторов и теплообменных аппаратов, особенно важно, так как аммиак часто присутствует в загрязненной воде. Медно-никелевые сплавы подвержены только поверхностной коррозии. Сухие газы (галогены) и углекислый газ при комнатной температуре на медно-никелевые сплавы практически не действуют, но с повышением температуры и влажности скорость коррозии их заметно увеличивается. В органических кислотах и щелочах медио-никслсвые сплавы корродируют незначительно, но более интенсивно в минеральных кислотах, особенно в азотной кислоте и кислых солях. В расплавленных металлах (олово, свинец, цинк, алюминий) медно-никелевые сплавы легко разрушаются. Для улучшения свойств бипарные медно-никелевые сплавы легируют алюминием, железом, марганцем, оловом, цинком, а также бериллием, титаном, хромом, цирконием и другими элементами. Железо в медно-никелевых сплавах повышает стойкость против эрозии и ударной коррозии. В деформированных сплавах системы Cu-Ni содержание железа не превышает 2%. Вместе с железом в сплавы часто вводят не более 2% Мп в качестве раскислителя и десульфуризатора. Марганец также улучшает механические, технологические свойства, повышает жаростойкость медно-никелевых сплавов [1,2]. В табл. ГОСТ [3]. Благодаря своим высоким механическим и эксплуатационным свойствам медно-никелевые сплавы пользуются высоким спросом, как в России, так и за рубежом. Механические свойства для мягкого и твердого состояния медно-никелевых сплавов приведены в табл. Основные физические свойства отечественных медно-никелевых сплавов приведены в табл. Известно, что весьма вредными примесями в литых сплавах являются те, которые выделяются (одни или в сочетании с другими элементами) с образованием газовой фазы. Газовая пористость может быть результатом образования такого простого двухатомного газа, как Нг или более сложных, как СО, РЬО или SO2. Хотя содержание водорода в воздухе ничтожно, в жидких металлах этот газ составляет основную долю растворенных газов. Наимено- вание сплава Химический состав. Ре Мп г. МНЖ 5-1 1. Ост. МНЖМц -1-1 0,5- 1,0 0,5- 1,0 - ,0- ,0 Ост. Ост. МНЖМц -1-1 1. Ост. МНЦ - • • Ост. МНЦ - - Ост. МН - - - ,0- . Ост. МНЮ • • . Ост. Я со сз о о я СО О 3 2 8 я НЧ § 5 2 о с. МН 0 0 0 0 2,5 . Наименование сплава 2 о и р о с; С = 5 § Я с? Я О с, 3 ад = § * Термический коэффициент линейного расширения, К"1 Удельная теплоемкость, Дж/кг-К Удельная тепл опроводн ость, В г/м • К Удельное электросопротивление. МНЦ - 8, . Водород является наиболее распространенным элементом, образующим газовые включения. Он растворяется с выделением тепла в большинстве металлов (за исключением титана, циркония и ниобия). Растворимость его в металлах уменьшается с понижением температуры, причем наблюдается резкий скачок, который соответствует процессу затвердевания. Легкоплавкие металлы практически не растворяют водород. Растворение водорода в ряду от магния до железа включительно сопровождается поглощением теплоты, поэтому повышение температуры вызывает увеличение содержания в растворе, а снижение температуры -его уменьшение. В связи с этим в данных металлах при охлаждении и кристаллизации возможно образование газовой пористости, если расплав содержит большое количество водорода. В титане и ванадии растворение водорода является экзотермическим процессом, растворимость растет с понижением температуры, и образование водородной пористости невозможно. Взаимодействие жидких сплавов с водородом определяется их составом. Введение в сплав компонентов, способных значительно растворять водород, повышает растворимость этого газа в расплаве. Так действуют никель в сталях и медных сплавах, магний в алюминиевых сплавах [4]. Н - водород, растворенный в жидком металле. К[ и К'5 - константы, а %//, и %//т - содержание (в вес. Количество растворенного водорода пропорционально корню квадратному из парциального давления водорода над расплавом.