Комплексное исследование влияния вибрации на свойства серого чугуна с целью получения герметичных отливок

• Автор: Хамитов, Ренат Минзашарифович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса.

1.1 Герметичность отливок из серого чугуна.

1.2 Воздействие внешних полей при кристаллизации металлических расплавов

1.3 Выводы по состоянию вопроса и задачи работы.

2. Методика исследований.

2.1 Общий план исследований.

2.2 Методика исследования литейных и механических свойств.

2.2.1 Условия плавки и заливки

2.2.2 Механические свойства.

2.2.3 Линейная усадка.

2.2.4 Исследование микроструктуры сплавов.
2.2.6 Исследование плотности и герметичности
2.2.7 Макроанализ строения металлов.
2.3 Исследование влияния вибрации на кристаллизацию сплавов.
2.4 Методика сбора и обработки данных.
Глава 3. Разработка микропроцессорного измерительного комплекса для термического анализа
3.1 Методика и техника измерений температур при контроле и исследовании литейных процессов
3.2 Аппаратные средства измерительного комплекса
3.3 Программные средства измерительного комплекса.
3.4 Совершенствование методики термического анализа чугуна
3.4.1 Правила построения дифференциальных термограмм и описание характерных точек на графиках.
4. Результаты исследований
4.1 Металлографические исследования.
4.2 Исследование плотности сплава.
4.4 Исследования механических свойств.
4.5 Исследование усадки и нредусадочного расширения
4.6 Исследование герметичности.
5. Исследование влияния вибрации на кристаллизацию чугуна
5.1 Влияние вибрации на положение характерных точек на дифференциальных термограммах чугуна
5.2 Влияние вибрации на кинетику затвердевания отливки.
5.2.1 Влияние вибрации на кристаллизацию первичных фаз.
Щ 5.2.2 Влияние вибрации на эвтектическое превращение.
5.2.3 Влияние вибрации на процессы перекристаллизации
5.3 Оценка влияния вибрации на структуру и свойства серого чугуна в отливках с помощью регрессионных моделей
5.4 Опыгнопроизводствепная апробация и внедрение результатов исследований
Общие выводы.
. v Библиографически список
Приложение 1.
Приложение
ВВЕДЕНИЕ


Для прекращения питания достаточно даже неполного срастания ветвей, так как через тонкие капилляры прохождение жидкости затруднено. В результате при кристаллизации широкоинтервальных сплавов появляются внутрикрнсталлические поры, равномерно распределяемые по всему объему отливки. Кроме того, заполнению пустот металлом в сплавах мешает выделяющийся газ. На основании вышесказанного можно заключить, что герметичность отливок по отношению к газам и жидкостям должна зависеть от характера кристаллизации сплавов, поскольку связь герметичности с характером усадочной пористости представляется очевидной 9. Впервые над установлением зависимости герметичности сплавов от интервала кристаллизации работали Бочвар и Свидерская З. А. . Необходимо учитывать, что эти причины связаны между собой. Так, например, газы выделяются при кристаллизации в уже образовавшиеся усадочные поры, а усадочные пустоты образуются в тех местах, где уже имеются взвешенные в жидкости или затвердевшие между кристаллами пузырьки газов. Связь между содержанием газов и наличием оксидных и неметаллических включений проявляется в том, что наличие газов в расплаве приводит к повышенному содержанию разного рода включений, а эти включения являются поверхностями раздела, облегчающими условия образования пузырьков 9. Твердые неметаллические включения всегда присутствуют в реальных металлических расплавах. Они имеют различную природу, размеры, определяющие их поведение в процессах формирования отливок . Отрицательная роль твердых неметаллических включений заключается в следующем оксиды оказывают влияние на кристаллизацию, ухудшают питание отливок способствуют газонасыщснию снижают физикомеханические свойства и герметичность отливок. Из огромного количества включений, содержащихся в расплаве, лишь очень немногие, даже при самом мелкозернистом строении, оказываются центрами кристаллизации. Милицыным К. И. установлено , что примеси в жидком расплаве при содержании их около 0,1 способствуют обволакиванию растущего кристалла сплошной пленкой, оказывают блокирующее действие, мешают росту кристаллов, их питанию и получению плотной структуры. Примеси могут располагаться в сплаве в виде прослойки и нарушать сплошность сечения отливки, являясь причиной негерметичностн и преждевременного разрушения детали. Участие оксидов в образовании пористости, обнаруживаемой при гидроиспытании отливок, также отмечается Коротковым В. Г. . Характер влияния твердых неметаллических включений на снижение прочности отливок такой же, как и влияние пористости, с той лишь разницей, что распределение этих включений не всегда связано с особенностями кристаллического строения. Отмечено много случаев разрушения деталей изза газовых включений . В то время как у здоровых изделий излом происходит обычно по плоскостям, идущим через кристаллы, детали из сплавов, содержащих включения газообразные и твердые, разрушаются по границам зерен, что делает такие детали значительно менее устойчивыми против действия нагрузок. Течь изза газоусадочной пористости чаще всего обнаруживается в массивных частях отливки. Существенную роль на характеристики герметичности серого чугуна оказывает характер распределения включений графита. В работе авторами проведены исследования по влиянию длины графитных включений на герметичность серых чугунов. Серый чугун состоит из металлической матрицы и графитных включений, совокупное расположение которых образует микропористость серого чугуна. Фильтрация жидкости или газа происходит по порам, имеющимся в структуре твердого тела, т. Случайно расположенные, сообщающиеся между собой включения графита при некоторой концентрации образуют бесконечный кластер БК с транзитным каналом ТК. Потеря герметичности наблюдается уже при наличии одного ТК в структуре отливки, а с их увеличением мощность БК нарастает. Следовательно, для повышения герметичности чугуна необходимо предотвратить образование БК . С помощью ЭВМ на площадь СхЬ, при неизменной концентрации углерода и различной длине графитных включений ГВ . ГВ определенной длины до образования БК рисунок 1.