Материал: Теория литейных процессов

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

9.5.

Кинетика роста центров кристаллизации

303

9.6.

Основные законы роста кристаллов..............................................................

305

9.7.

Столбчатая (дендритная) кристаллизация

307

9.8.

Форма роста и форма равновесия кристаллов

311

9.9.

Модифицирование и микролегирование металлов и сплавов................

313

 

9.9.1. Классификация модификаторов........................................................

313

 

9.9.2. Микролегирование................................................................................

323

9.10.

Движение жидкости при кристаллизации внутри затвердевающих

 

отливок

325

9.11. Неравновесная кристаллизация и ликвационные явления в сплавах

328

 

9.11.1. Классификация видов ликвации

329

 

9 .11.2. Неравновесная кристаллизация

330

Вопросы для самоконтроля знаний

341

Библиографический список.................................................................................................................

341

ГЛАВА 10. ТЕОРИЯ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ ОТЛИВОК (ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ

 

И СТРУКТУРНЫЕ ЗОНЫ В ОТЛИВКАХ).......................................................

342

10.1. Основные условные обозначения

342

10.2. Некоторые вопросы теории теплообмена

343

 

10.2.1. Законы Ньютона, Стефана - Больцмана и Фурье

343

 

10.2.2. Определение коэффициента теплоотдачи соприкосновением.....

346

 

10.2.3. Теплопередача через стенку

349

 

10.2.4. Стенки малой кривизны

352

 

10.2.5. Направляющая точка...........................................................................

353

 

10.2.6. Критерий Био.........................................................................................

354

 

10.2.7. Классификация условий литья

357

 

10.2.8. Анализ температурного поля металла, охлаждающегося

в

 

литейной форме.....................................................................................

361

 

10.2.9. Частные случаи затвердевания отливки

363

10.3.

Затвердевание отливки при постоянной температуре кристаллиза­

 

ции

366

 

10.3.1. Плоская отливка

366

 

10.3.2. Отливка сложной конфигурации......................................................

390

10.4.

Затвердевание отливки в интервале температур.......................................

409

 

10.4.1. Теплофизические свойства сплава

409

 

10.4.2. Метод эквивалентной отливки

425

 

10.4.3. Последовательное и объемное затвердевание металла

432

 

10.4.4. Ширина переходной зоны в конце процесса затвердевания

 

металла.....................................................................................................

434

10.5.

Границы применимости расчетных формул

436

10.6.

Инженерные методы расчета затвердевания отливок для частных

 

условий литья

437

 

10.6.1. Тонкостенный кокиль..........................................................................

437

 

10.6.2. Массивный кокиль

449

 

10.6.3. Двухслойная форма..............................................................................

469

 

10.6.4. Способы воздействия на процесс формирования отливки........

474

Вопросы для самоконтроля знаний

484

Библиографический список..................................................................................................................

486

ГЛАВА И . УСАДОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ЗАТВЕРДЕВАНИИ

 

 

 

ОТЛИВОК...................................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

487

11.1.

Основные понятия и физическая природа усадочных явлений

 

487

11.2.

Усадочная пористость....................................................................................

 

 

 

 

 

 

488

 

11.2.1. Рассеянная пористость

 

 

 

 

489

 

11.2.2. Осевая пористость.............................................................................

 

 

 

 

 

489

 

11.2.3. Меры борьбы с усадочной пористостью......................................

 

 

493

11.3.

Усадочные раковины

 

 

 

 

 

 

493

11.4.

Определение

величины

и

конфигурации

усадочной

раковины

в

 

 

рамках тепловой теории затвердевания отливки

 

 

498

11.5.

Влияние технологических факторов и состава сплава на процессы

 

 

усадки

 

 

 

 

 

 

 

 

504

 

11.5.1. Температура заливки.........................................................................

 

 

 

 

504

 

11.5.2. Интервал температур кристаллизации..........................................

 

 

505

 

11.5.3. Скорость охлаждения сплава..........................................................

 

 

 

509

11.6.

Выбор прибыли

 

 

 

 

 

 

 

510

11.7. Инженерные методы расчета усадочных раковин и прибылей

 

511

11.8.

Организация

процесса

питания

путем

регулирования работы

 

 

прибылей

 

 

 

 

 

 

 

 

530

11.9.

Усадочные деформации и литейные напряжения в отливках

 

533

 

11.9.1. Усадочные деформации

 

 

 

 

533

 

11.9.2. Предусадочное расширение

 

 

 

535

 

11.9.3. Литейные напряжения в отливках

 

 

 

536

 

11.9.4. Коробление отливок..........................................................................

 

 

 

 

 

545

Вопросы для самоконтроля знаний

 

 

 

 

 

 

 

546

Библиографический список..............................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

547

ГЛАВА 12. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

 

 

 

ОБРАЗОВАНИЯ ГОРЯЧИХ ТРЕЩИН В ОТЛИВКАХ

 

 

548

12.1.

Классификация трещин в отливках

 

 

 

548

12.2.

Технологические

пробы

для

оценки

склонности

сплавов

к

 

 

образованию горячих трещин

 

 

 

 

549

12.3.

Горячие трещины в отливках и предупреждение их образования.......

 

550

 

12.3.1. Физическая сущность образования горячих трещин

 

550

 

12.3.2. Теория образования горячих трещин в отливках.........................

 

 

552

12.4.

Влияние различных факторов на горячеломкость сплавов

 

564

 

12.4.1. Связь горячеломкости с диаграммой состояния сплавов

 

564

 

12.4.2. Влияние состава сплава на горячеломкость сплавов двойных

 

 

систем эвтектического состава.........................................................

 

 

 

564

 

12.4.3. Влияние

количества

эвтектики на горячеломкость спла­

 

 

вов .........................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

565

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

состояниях.............................................................................................

566

12.4.5. Горячеломкость в системах, компоненты которых образуют

перитектику

566

12.4.6. Влияние формы и размера зерна на горячеломкость

567

12.5. Способы предохранения отливок от образования в них

горячих

трещин

569

Вопросы для самоконтроля знаний...................................................................................................

570

Библиографический список.................................................................................................................

571

ПРИЛОЖЕНИЕ

1

573

ПРИЛОЖЕНИЕ

2

574

ПРИЛОЖЕНИЕ

3

574

ПРИЛОЖЕНИЕ

4

575

ПРИЛОЖЕНИЕ

5 ..............................................................................................................................

575

ПРИЛОЖЕНИЕ

6 ..............................................................................................................................

575

ПРИЛОЖЕНИЕ

7

576

ПРИЛОЖЕНИЕ

8 ...............................................................................................................................

576

ПРИЛОЖЕНИЕ

9

576

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

577

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 1 ...............................................................................................................................

577

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 2 ...............................................................................................................................

577

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.

6.

Усадочные процессы (глава 11). При написании этого раздела авторы

заимствовали

результаты

работ

профессоров

И.

Б.

Куманина,

В. М. Воздвиженского, В. В. Спасского, Б. Б. Гуляева и др.

 

 

 

7.

Теоретические

и

технологические

основы

образования

горячих

трещин

в отливках (глава 12). Здесь использованы

результаты работ

Г. Ф.

Баландина, H.

Н.

Прохорова,

А.

А. Бочвара,

А.

И.

Вейника,

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

Источник: https://studfile.net/preview/19992791/