Материал: Теория литейных процессов.

12.4.4.Горячеломкость в системах, компоненты которых образуют непрерывный ряд твердых растворов в твердом и жидком

Введение

Предлагаемый учебник предназначен для студентов вузов, специализирующихся по литейному производству. Описание формовочных материалов, процессов и технологий получения отливок из сталей, чугунов и цветных сплавов в него не включено, так как они рассматриваются в курсах «Технология литейного производства», «Производство отливок из стали и чугуна» и «Производство отливок из цветных металлов».

Теория литейных процессов должна подготовить студентов к изучению закономерностей, относящихся ко всем видам литья, независимо от состава сплавов, типа форм и методов их заполнения.

Изложение данного курса соответствует технологической схеме операций и процессов формирования отливки и дается в следующей последовательности:

1. Технология подготовки расплава к заливке литейной формы (главы 2-5). В этих главах использованы результаты работ советских и российских ученых Я. И. Френкеля, Н. А. Ватолина, Э. А. Пастухова, Б. А. Баума, Г. В. Тягунова, В. А. Кудрина, Г. Н. Еланского, П. П. Арсеньева,

Л.Н. Коледова, В. К. Григоровича, А. А. Жукова и др.

2.Гидравлические процессы (глава 6). При написании этой главы использованы труды профессоров М. В. Пикунова, Б. Б. Гуляева,

И.Б. Куманина, А. А. Рыжикова и др.

3.Химические взаимодействия жидких металлов с газами, материалами тиглей и футеровкой плавильных печей (глава 7). При рассмотрении данных

вопросов использовались труды А. В. Курдюмова, М. В. Пикунова,

В.М. Чурсина, Е. Л. Бибикова и др.

4.Физико-химические процессы раскисления, рафинирования и дегазации металлических расплавов (глава 8).

5.Кристаллизация металла и затвердевание отливок (главы 9, 10). В этой

области большая заслуга принадлежит Д. К. Чернову, В. Д. Кузнецову, П. А. Ребиндеру, П. А. Данкову, И. Б. Куманину, Б. Б. Гуляеву, А. И. Вейнику, Г. А. Анисовичу, Г. Ф. Баландину и др.

И. Б. Куманина и др.

Как и всякая теоретическая дисциплина, теория литейных процессов должна содействовать научно обоснованному назначению параметров конкретных технологических процессов и прогнозированию результатов этих процессов.

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕОРИИ ЛИТЕЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

1.1.Сущность литейного производства

Сущность метода литья заключается в том, что расплавленный металл заливают в литейную форму, внутренняя полость которой соответствует очертанию будущего изделия. Металл, охлаждаясь и затвердеваясь в форме, принимает заданную конфигурацию. После извлечения из формы литое изделие, если необходимо, подвергают термической обработке.

Таким образом, сущность литейного производства заключается в получении металлического сплава в жидком состоянии и в заливке его в заранее приготовленные литейные формы.

При изготовлении отливок применяют самые различные сплавы на основе железа, меди, алюминия, магния, титана, цинка и других металлов.

Масса изготовляемых промышленностью отливок колеблется от нескольких граммов до сотен тонн.

В курсе «Теория литейных процессов» рассматривают общие закономерности, относящиеся ко всем видам литья, независимо от состава сплава, типа форм и методов их заполнения. Специфические особенности конкретных технологических процессов изучают в курсах «Технология литейных форм», «Технология чугунного и стального литья» и др.

Операция изготовления отливок делится на пять основных групп: выплавка металла, изготовление форм и стержней, заливка металла и охлаждение отливок, первичная обработка отливок (выбивка, очистка, обрубка, термическая обработка) (рис. 1.1) и контроль качества.

Операции изготовления форм, плавки, заливки, затвердевания, охлаждения отливок и явления, протекающие в этих процессах, называются литейными процессами.

Характеристики литейных сплавов, определяющие их поведение при формировании или изготовлении отливок, а также качество последних, называются литейными, или технологическими, свойствами.

Вряде случаев литейные свойства могут совпадать с физическими (температура плавления) или химическими (склонность к окислению при высоких температурах).

Вотличие от литейных эксплуатационные свойства сплавов определяют их поведение в условиях эксплуатации литых изделий. К таким свойствам относятся прочность, устойчивость против коррозии, герметичность, износостойкость и др.

Как и всякая теоретическая дисциплина, формирующая научнотехнические законы материального производства, теория литейных процессов должна содействовать научно обоснованному назначению параметров

Литьем получают изделия практически любой массы, габаритов и сложности из любых металлических и неметаллических материалов.

В современных машинах и механизмах доля литых деталей составляет 40-50 %, а стоимость их 10-15 %.

Подавляющая масса металлов в народном хозяйстве в виде элементов конструкции (рельсы, балки, арматура и другие металлоконструкции), на определенной стадии изготовления обязательно проходит через процессы плавки, заливки и затвердевания, т. е. через операции литейного производства.

Литейное производство - одно из наиболее древних ремесел. В Китае, Индии и Египте найдены отливки, относящиеся ко П-Ш тысячелетию до нашей эры. Технология их получения в большинстве случаев не выяснена. Есть основания предполагать, что для отливки предметов домашнего обихода и украшений широко использовали каменные формы. Археологические раскопки в различных районах нашей страны показывают, что в Древней Руси выделение

изготовления литейных форм. Вместо глинопесчаных смесей для изготовления форм стали применять песчано-глинистые смеси, изготовление форм из них в несколько раз быстрее и легче.

Производство стальных отливок было начато в конце XIX в. В России его основоположником был П. Н. Аносов. Трудами А. С. Лаврова и Д. К. Чернова была заложена научная основа получения литых изделий из стали.

Описание и систематизация производственного опыта приготовления слитков и отливок в научно-технической литературе начинаются в XVIII в., а первые эксперименты по исследованию формирования отливок и слитков и анализ этих процессов приведены в трудах выдающихся металлургов XIX в. П. П. Аносова (1797-1851), А. С. Лаврова (1838-1904), Д. К. Чернова (1839-1921). Специальная книга по литейному производству впервые издана в России А. Ф. Мевиусом в 1859 г.