Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Исследование причин возникновения обратного отбела в отливках из чугуна с целью улучшения их качества

Диссертация: Исследование причин возникновения обратного отбела в отливках из чугуна с целью улучшения их качества
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Установлено, что возникновение обратного (внутреннего) отбела в цилиндрических и сферических отливках (обладающих выпуклой поверхностью) происходит при кристаллизации расплава по метастабильной диаграмме состояния с выделением, цементита вместо графита. Что вызывается уменьшением коэффициента диффузии углерода из-за высокой скорости охлаждения в центре отливке, вследствие действия геометрического… Читать ещё >

Содержание

  • 1. ФОРМИРОВАНИЕ ОБРАТНОГО ОТБЕЛА В ОТЛИВКАХ ИЗ ЧУГУНА
    • 1. 1. Теоретические основы процесса кристаллизации чугуна
      • 1. 1. 1. Диаграмма состояния системы железо-углерод
      • 1. 1. 2. Кристаллизация первичных фаз
      • 1. 1. 3. Кристаллизация эвтектики
    • 1. 2. Соответствие химического состава чугуна и его структуры
    • 1. 3. Влияние конфигурации отливки на скорость ее затвердевания
    • 1. 4. Возможные причины формирования внутреннего отбела
  • 2. РАСЧЕТ СКОРОСТИ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ ОТЛИВОК РАЗЛИЧНОЙКОНФИГУРАЦИИ
    • 2. 1. Изменение скорости затвердевания по сечению цилиндрической отливки всравнении с плоской отливкой
    • 2. 2. Влияние затвердевшего тонкого сечения отливки на более толстую часть впроцессе ее затвердевания
    • 2. 3. Компьютерное моделирование процесса затвердевания отливок разногосечения в программе LVMFlow
  • 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
    • 3. 1. Материалы для исследований и способы их приготовления
    • 3. 2. Подготовка образцов
    • 3. 3. Микроскопические исследования
    • 3. 4. Изучение механических свойств
    • 3. 5. Определение химического состава
  • 4. ОБРАТНЫЙ ОТБЕЛ В ОТЛИВКАХ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМСЕЧЕНИЕМ
    • 5. 0. БРАТНБ1Й ОТБЕЛ В ОТЛИВКАХ С ПЕРЕМЕННЫМ СЕЧЕНИЕМ
  • 6. ВЛИЯНИЕ НРИМЕСНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОБРАЗОВАНИЕ ОБРАТНОГООТБЕЛА
  • 7. НРЕДЛАГАЕМБ1Е МЕТОДЫ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯОБРАТНОГО ОТБЕЛА 127ВБШОДЫ

Исследование причин возникновения обратного отбела в отливках из чугуна с целью улучшения их качества (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В настоящее время более двух третей от общего объема литья длямашиностроения составляет чугунное литье. Это обусловлено хорошимилитейными и эксплуатационными свойствами чугуна и низкой себестоимостьюизготовления отливок из него. Кроме того, сейчас широко иснользуетсявысокопрочный чугун с шаровидным графитом, временная прочность наразрыв которого составляет 500−1000 МПа. Главной особенностью чугуна является то, что он представляет собойсплав металлов и неметаллов, причем если кремний находится в твердомрастворе, то углерод может как выделятся в виде графита, так и формироватькарбиды с различными металлами. Вследствие недостаточной изученностипроцессов, протекающих при кристаллизации чугуна, возникают сложности с. получением необходимой структуры, а учитывая то, что одним из недостатковчугуна является сильная чувствительность его структуры к скоростиохлаждения и химическому составу, незначительное изменение’технологических параметров может привести к резкому изменению егоструктуры и свойств. При этом формируется структура белого чугуна, то есть’эвтектическая реакция протекает по метастабильной диаграмме, собразованием грубых карбидов. Механическая обработка отливок с отбеломзатруднена, и они имеют худшие эксплуатационные характеристики. Исправление отбеленных отливок можно осуществить тольковысокотемпературным отжигом, что требует больших энергетических затрат. Устранение отбела позволит повысить качество и снизить себестоимостьчугунного литья. Причины образования поверхностного отбела, такие как химическийсостав чугуна и скорость охлаждения отливки в форме, изучаются достаточнодавно и успешно. В то же время, на некоторых предприятиях в отливкахпериодически появляется так называемый обратный или внутренний отбел, чтовыражается в получении отливки со структурой серого чугуна на поверхности ибелого чугуна в центре. Данное явление изучалось достаточно мало, хотямногие исследователи упоминают о нем как об одном из видов аномальнойструктуры чугуна, однако экспериментальные и теоретические данные, приводимые этими исследователями, противоречивы и не позволяют точноответить на вопрос, что является причиной обратного отбела. Связано это как снедостаточной изученностью строения жидкого чугуна и процессов, протекающих при его кристаллизации, так и с трудностями методическогохарактера при проведении исследований, вследствие многообразия и сложностипроцессов, происходящих при охлаждении и кристаллизации чугунногорасплава. Настоящая работа ставит своей целью выявление основных причинвозникновения обратного отбела, выявление качественных и количественныхзависимостей вероятности образования обратного отбела от факторов на неговлияющих, таких как химический состав и скорость охлаждения и выработкерекомендаций по его предотвращению.1. ФОРМИРОВАНИЕ ОБРАТНОГО ОТБЕЛА В ОТЛИВКАХ ИЗ ЧУГУНА.

выводы.

1. Установлено, что возникновение обратного (внутреннего) отбела в цилиндрических и сферических отливках (обладающих выпуклой поверхностью) происходит при кристаллизации расплава по метастабильной диаграмме состояния с выделением, цементита вместо графита. Что вызывается уменьшением коэффициента диффузии углерода из-за высокой скорости охлаждения в центре отливке, вследствие действия геометрического фактора.

2. Выявлено, что обратный отбел может образовываться в месте смыкания тонкой части отливки с толстой, например, в месте подвода питателей и выпоров, вследствие их более быстрого затвердевания по сравнению с телом отливки.

3. Установлено, что в цилиндрических отливках изготовленных, из чугуна с повышенным содержанием кремния, обратный отбел образуется только вместе с поверхностным отбелом.

4. Показано, что ввод элементов, снижающих активность углерода и не образующих карбидов, может привести к образованию обратного отбела, при достаточно высокой скорости кристаллизации.

5. Проведенное комплексное исследование позволило выработать рекомендации по предотвращению образования обратного отбела, что позволяет снизить энергозатраты и себестоимость при производстве отливок из чугуна. Предлагается проводить объемное графитизирующее модифицирование непосредственно перед заливкой, либо другую обработку, способствующую объемной кристаллизации расплава (ультразвуковую, вибрационную и т. п.), оптимизировать конфигурацию отливки и избегать накопления примесей в шихте.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. — М.: Машиностроение, 1966.
  2. Р.П. Графитизированные железоуглеродистые сплавы. М.: Металлургия, 1981.
  3. B.C., Иванов C.B., Оксогоев A.A. Фуллерены самоорганизующиеся замкнутые молекулы углерода// В сб. Синергетика, структура и свойства материалов, самоорганизующиеся технологии. — М.: РАН, 1996. -с.206.
  4. Г. М., Уртаев A.A., Молодцова Т. Д. Об образовании карбина в Fe-C сплавах // МиТОМ. 1988.- № 4- с. 9−12.
  5. Г. М., Уртаев A.A., Молодцова Т. Д. О существовании карбина в структуре аустенитного чугуна // МиТОМ.-1991.- № 2- с. 17−18.
  6. И.Р., Закирничная М. М., Самигуллин Г. Х., Мекалова Н. В. Фуллеренная модель структуры железо-углеродистых сплавов /В сб.: Синергетика, структура и свойства материалов, самоорганизующиеся технологии. Тезисы докладов. -М.: РАН, 1996. -с.206.
  7. C.B. Наномодификатор — инструмент инженерии структурного состояния расплава чугуна. М.: Металлургия машиностроения, № 6,2006
  8. О.С. Формирование структуры чугунных отливок. Минск: Наука и техника, 1977.
  9. Н.Г. Справочник по чугунному литью. Л.: Металлургия, 1978.
  10. М., Андерко К. Структура двойных сплавов. -М.: Металлургиздат, 1962. -690 с.
  11. Д.С. Рост кристаллов. М.: Машиностроение, 1960.
  12. М.А., Волков А. И. Многокомпонентная диффузия в металлах. -М.: Металлургиздат, 1985. -176 с.
  13. .М., Кайбичев A.B., Савельев Ю. А. Диффузия элементов в жидких металлах группы железа. М.: Наука. 1974. -192 с.
  14. Отливки из специальных чугунов: Учеб. пособие / Под ред. В. М. Колокольцева. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006.
  15. В.А., Белянчиков JI.H., Стомахин А. Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. М.: Металлургия, 1979. -256 с.
  16. Д.Н., Комаров О. С. // Литейное производство. 1963, № 4, с. 21.
  17. Г., Фройберг М. Г. Изменение активности в двухкомпонентных рас творах при добавках других элементов. -Физико-механические основы металлургических процессов. -М.: Металлургиздат. 1964. -с. 227−246.
  18. А.Е., Белай Г. Е., Лев И.Е., Стовиченко М. П. Распределение модификаторов и их влияние на структуру чугуна // Литейное производство. 1969, № 2, с. 19−23.
  19. И. А., Могилевцев A.B., Грайфер М. З. Исследование поведения церия и серы в жидком чугуне // Литейное производство. 1962, № 12, с. 1619
  20. С.С., Носова Е. И., Крылов Э. С. и др. В кн.: Вопросы теории и применения редкоземельных металлов. — М.: Наука. 1964, -226 с.
  21. H.H. Кристаллизация и фазовые переходы. Минск: Наука и техника, 1962.
  22. Д.Н. Роль примесей в процессе в процессе графитизации чугунов. Мн.: Наука и техника, 1968.
  23. Д.Н., Королев М. В. Влияние некоторых примесей на графити-зацию синтетического чистого Fe-C сплава // Диффузия в металлах и сплавах (Труды III международной конференции). Под ред. Проф. д.т.н. Кришталла М. А., 1968, -448 с.
  24. В.К. Влияние легирующих элементов на устойчивость цементита и графитизацию чугунов. М.: Литейное производство, № 12, 1964.
  25. Л.И., Стаменов С. Д. Особенности эвтектической кристаллизации в метастабильной системе Fe-Fe3C-Si и ликвации Si в белом чугуне.-М.: Литейное производство, № 5,1967.
  26. А.И. Теория затвердения отливки. -М.: Машгиз, 1960, с. 435.
  27. О.Ю. Охлаждение отливок типа цилиндра и шара в песчаной форме. -М.: Литейное производство, № 12,1966.
  28. Ф.С. Влияние химического состава чугуна на внутренний отбел поршневых колец индивидуального литья. М.: Литейное производство, № 11,1964.
  29. К.П., Калинина Л. Т. О структурной неоднородности чугуна. М.: Литейное производство, № 2,1964.
  30. К. П., Калинина Л. Т. «Доклады АН УССР», 1960, № 9, с. 57.
  31. К. П., Калинина Л. Т. «Известия высших учебных заведений. «Черная металлургия», 1961, № 7, с. 29.
  32. А. В., Ланчина Т. О. «Доклады АН УССР», 1962, № 4.
  33. К.П., Малиночка Я. Н., Таран Ю. Н. Основы металлографии чугуна. -М.: Металлургия, 1969.
  34. Я.Н. Некоторые «аномалии» макро- и микроструктуры чугунных отливок. М.: Литейное производство, № 12,1963.
  35. Я. Н. -М.: «Изв. АН СССР, ОТН», 1959, № 6, с. 47.
  36. А. К., Тагеев В. М. -М.: «Металлург», 1938, № 2, с. 23.
  37. J. С. Н. «BORA Journal», 1955, vol. 5, Febr., p. 29.
  38. . В., Магницкий О. Н. Сб. «Физико-химические основы производства сталей». Изд. АН СССР, 1957.
  39. И. Д., Гольдфарб Э. М. -М.: «Литейное производство», 1956, № 2, 18 с.
  40. Е. С, Марш Дж. С. Стаутон Б. Сплавы железа с кремнием. ОНТИ, 1936.
  41. Heyke W, May G. «Giesserei», 1929, № 28−29, p. 125.
  42. E.M., Margerie J. С «Fonderie», 1964, № 108, p. 4299.
  43. Gilbert G. N. J. «BCIRA Journal», 1959, vol. 7, № 12, p. 27.
  44. H., Oldfield W. «Journal Iron and Steel Institute», 1959, vol. 32, № 10−11, p. 35.
  45. К.П. -M.: «Металлург», № 5,1938,14 с.
  46. И. Н. «Металлография чугуна» -М.: Машгиз, 1952.
  47. JI. А. Сборник трудов Днепропетровского металлургического института, выпуск XXXI, с. 37.
  48. W. — «BCIRA Journal», 1959, vol. 7, № 15, p. 23.
  49. M.B. Плавка металлов. Кристаллизация сплавов. Затвердевание отливок. М.: МИСиС, 2005.
  50. М.В., Юдин В. А. Решение задачи затвердевания отливки с цилиндрической и сферической поверхностью М.: Литейное производство, № 9,2000.
  51. М.В., Балашова Н. П. О расчете показателей процесса затвердевания отливок различной конфигурации. М.: Известия вузов. Черная металлургия, № 1,2006.
  52. Е.В., Скаков Ю. А., Кример Б. И. и др. Лаборатория металлографии. М.: Металлургия. 1965, -440 с.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!