Промышленность
Механические свойства отливок
Цифровые данные о механических свойствах, полученные на деталях текущего производства, очень скудны. Правда, в литературе имеется большое число исследований несложных отливок. Однако же в этих последних проявляются в основном те же закономерности. которые справедливы и для отдельно отлитых образцов, так как в них отсутствуют резкие переходы сечения и т. д.
Очень часто испытания производятся на специальных пробных отливках, так что и в этом случае нельзя с уверенностью сказать, действительно ли условия работы соответствуют обычным условиям производства. Эти замечания особенно относятся к исследованиям полых отливок с переменной толщиной стенки и плит из чугуна и стали.
Однако испытания специальных фасонных отливок, представляющих подобие настоящих отливок, но в уменьшенной и упрощенно копии, могут доставить при известных обстоятельствах весьма ценный материал, особенно для работ по исследованию сплавов. При этом. конечно, обязательно условие, чтобы меньшая толщина образца для данной цели имела подчиненное значение. Так, испытания при новых улучшаемых медных сплавов для вкладышей могли с успехом проводиться на трубах при центробежном литье и литье в землю.
В отливках сопротивление разрыву достигает 70-80% , а в исключительных случаях 90% и выше от сопротивления разрыву в образцах. Наибольшие отклонения значений при образцах, отлитых как одно целое б отливкой, приблизительно в два-три раза выше, чем при образцах, отлитых отдельно. Обычно значительно более благоприятные результаты в отливках, чем для сопротивления разрыву и удлинения, получают для предела текучести, характеристики более важной для конструктора.
Предел текучести в образцах, отлитых как одно целое с отливкой, так же высок, как в образцах, отлитых отдельно, а в образцах, взятых из сечений вблизи холодильников, часто даже значительно выше. Картеры моторов из немецкого сплава, очевидно, стареющего с течением времени, имеют более высокий предел текучести, а также и большую твердость, чем образцы. Известное исключение представляют вполне улучшаемые сплавы. Путем последующего отжига при высокой температуре упрочняющее действие кокиля в большинстве случаев устраняется.
Более медленно затвердевание отливки обусловливает также более медленную гомогенизацию сплава при нагреве перед закалкой, а вместе с тем: меньшее упрочнение. Наконец, быстрая передача отливки от печи к закалочному баку, как того требует достижение наивысшего эффекта закалки, не всегда проста. Вследствие этого в отливках крупного размера из у-силумина иногда находят значительно более низкий предел текучести, чем в образцах. Это различие может быть, по-видимому, значительно уменьшено путем более длительного отжига.
По материалам svoistva-litia.ru
Анализ производственных данных
В заключение рассмотрим результаты ряда опубликованных исследований на доменных печах. Исходные данные для сведения баланса по водороду его количества, поступающие из различных источников, недостаточно точны, что вызывает погрешности в расчетах, в особенности при небольших количествах водорода.
Кроме того, при существующих методах введения газообразного топлива в горн доменной печи водород крайне неравномерно распределяется по ее сечению. Поэтому рассчитанные по балансу водорода содержания водяного пара в различных точках сечения печи мало пригодны для характеристики поведения водорода в слое материалов.
Состав газа по высоте и сечению печи: Для оценки поведения водорода по сечению и высоте печи необходимо непосредственное определение содержания паров воды в печных газах. В исследованиях на доменных печах для этой цели пока используют психрометр, работа с которым требует соблюдения ряда условий, не всегда в полной мере осуществимых в производственной обстановке. Кроме того, как показано в работе, неизбежны погрешности и при градуировке шкалы прибора по воздуху.
Однако предлагаемый авторами метод расчетно-экспериментального определения психрометрической постоянной с использованием константы равновесия реакции водяного газа не вполне обоснован. Равновесие этой реакции в присутствии шихтовых материалов доменной плавки при температурах ниже 700 800°С, как правило, не достигается. Лучше всего градуировать психрометр по синтетическим газовым смесям, приближающимся по составу к исследуемым. Многие из них лежат ниже кривой, т. е. состав газа далек от равновесного по отношению к этой реакции.
Таким образом, подтверждаются данные лабораторных исследований: реакция водяного газа протекает быстрее восстановления и состав газа в слое шихты не сильно отличается от равновесного по отношению к реакции. Но этот вывод применим к температурам выше 700 800°С. В пробах, относящихся к колошниковому газу, связь между Сн2 и Ссо проявляется значительно слабее. Причем точки располагаются гораздо выше равновесной изотермы 700°С и тем более выше изотерм, отвечающих температурам на колошнике (300 400°С).
В неизотермических областях теплообмена в нижней и верхней частях печи картина более сложная. Как установлено рядом исследований, на нижней ступени теплообмена современных доменных печей процессы восстановления и накопления в газе С02 и Н20 протекают гораздо интенсивнее, чем на верхней; в нижней части течи величина нарастает по ходу движения газа интенсивнее, чем в верхней части.
Константа равновесия, напротив, при низких температурах изменяется с температурой более интенсивно, чем при высоких. Например, при понижении температуры от 500 до 400° С константа равновесия реакции водяного газа увеличивается в 2,5 раза, а при понижении на те же 100 град от 1100 до 1000°С всего в/1,18 раза. Таким образом, на нижней ступени теплообмена числитель в уравнении увеличивается по ходу газа быстрее знаменателя и степень использований водорода, так же как и окиси углерода, возрастает.
Читать статью
Отсутствие диффузии
Внутрикристаллическая ликвация для случая полного отсутствия диффузии вычислена Гулливером. Проведенные последним опыты с различными сплавами подтвердили его вычисления. Пусть часть сплава находится при этом в состоянии расплата. При производстве расчета следует иметь в виду, что концентрацию и количество второй составляющей необходимо указывать в одинаковом масштабе (в объемных, весовых долях и т. д.).
Ликвация в слитках: Так как жидкий сплав при затвердевании разделяется на составные части с различным химическим составом, то в разных местах отливки может получиться различный химический состав. Такая зональная ликвация (или ликвация в слитках - Blockseigerung) регулярно встречается во многих сплавах и вредно отзывается на различнейших их свойствах.
Понятием зональной ликвации объединяются два совершенно разных явления. Общим в них является только то, что различные части отливки имеют различный состав. При ликвации по уд. весу выделившиеся во время затвердевания кристаллы обособляются от расплава и погружаются на дно или всплывают кверху соответственно своему уд. весу. Таким образом происходит разделение сплава на фазы (Entmischung) в вертикальных сечениях.
При собственно зональной ликвации химический состав, наоборот, изменяется в соответствии с процессом затвердевания, и при обычно происходит разделение сплава на фазы в горизонтальных сечениях. Ликвация по весу тем значительнее, чем медленнее затвердевание, т. е. больше времени для разделения различных составляющих. При (собственно же ликвации (в слитках влияния скорости затвердевания до сих пор установить не удалось. Во всяком случае в быстро затвердевших кокильных отливках явление это очень часто выражено особенно явно.
Нормальная и обратная ликвация в слитках: При обычной, или нормальной, ликвации наружный слой отливки отличается по своему химическому составу от среднего химического состава сплава, так же как выделившиеся первыми из расплава кристаллы.
При обратной ликвации химический достав поверхностного слоя приближается, наоборот, составу затвердевающей последней части расплава. Так как добавки к металлу в большинстве случаев понижают его точку плавления, то компонент, присутствующий в меньшем количестве, обогащает собой наружные слои. В каких сплавах или при каких условиях возникает та или иная форма ликвации, окончательно не выяснено.
Однако исследования Бонера, проведенные им над сплавом алюминия с 4% Си, показали, во всяком случае, что в одном и том же сплаве могут появляться обе формы в зависимости от условий охлаждения. Оказалось прежде всего, что с повышением скорости охлаждения вначале происходит нормальная ликвация, эффект которой в возрастающей степени увеличивается. Затем она внезапно сменяется сильно выраженной обратной ликвацией, которая в свою очередь постепенно исчезает при дальнейшем повышении скорости охлаждения.
Первоисточник