Материал: Теория литейных процессов

При y = Д<£, температура t = /кр. В результате уравнение параболы

приводится к виду

Г \«

^лик ^кр __

откуда находим искомый размер Д£:

*кр “ 'с

С помощью найденных величин A§i и Д£с по известным параметрам эквивалентной отливки можно определить все необходимые параметры данной отливки, затвердевающей в интервале температур. В частности, толщины и & находятся из выражений:

£л = £+Д £, & = £-Д& .

Величины Д<£, и Д£с используются для определения закона затвердевания данной отливки по известному закону затвердевания эквивалентной отливки. Соответствующее построение сделано на рис. 10.39, где пунктирная кривая относится к эквивалентной отливке, а сплошные кривые - к фронтам ликвидуса 1 и солидуса 2 данной отливки. На этом рисунке толщины корки и переходной зоны обозначены для момента г, твердый металл заштрихован один раз, а переходная зона - дважды (накрест).

Рис. 10.39. Построение закона затвердевания отливки, кристаллизу­ ющейся в интервалетемператур и при постоянной температуре

достаточно большую интенсивность теплообмена (Æ/i), при которой ширина Д & р переходной зоны окажется значительно меньше половины толщины Х\

Отсюда следует, что:

при обычных значениях Д/кр и Лф - и нулевой толщине корки (8 = О, поверхность отливки) соответствует нулевая толщина переходной зоны;

при <5 = 1 (середина отливки) получается переходная зона максимальной толщины. Однако, как в одном, так и в другом случае ширина

Д£кр не превышает значения Х\ (при _ < i ширина А£кр<Х\). 'кр-'с

Рассматриваемые условия соответствуют так называемому процессу последовательного затвердевания металла. Твердая корка нарастает последовательно, начиная от поверхности охлаждения и кончая серединой отливки. В этом случае можно обнаружить все три характерные зоны, отвечающие трем различным стадиям затвердевания металла, - зону жидкого металла, переходную зону и зону полностью затвердевшего металла;

при уменьшении интенсивности теплообмена ширина переходной зоны возрастает; причем всегда можно подобрать такую достаточно малую интенсивность теплообмена, которой отвечает ширина переходной зоны, превышающая половину толщины отливки (А&^Хх); эти условия соответствуют так называемому процессу объемного затвердевания металла, когда кристаллы выпадают во всем объеме отливки почти с одинаковой скоростью; вся отливка представляет собой как бы сплошную переходную зону; при попытке вылить из формы затвердевающий остаток происходит либо выливание всего металла сразу, либо металл не выливается вовсе (сетка кристаллов замыкается, происходит, как бы «схватывание» металла).

Граница, примерно отделяющая условия последовательного затвердевания металла от условий объемного затвердевания металла, может

Если

Уравнение параболы приобретает вид

откуда искомая величина

Перепад температуры в сечении отливки

Окончательно ширина переходной зоны определяется в виде

(10.180)

Весьма важное значение для определения зоны пористости имеет ширина Д£поР переходной зоны в некоторый момент гпор, когда температура центра отливки понижается несколько ниже точки ликвидуса и достигает значения tц.пор? причем Гц.пор > ^сол• В этом случае величина A£„op находится аналогичным образом из уравнения параболы, записанного в виде (соответствующая парабола на рис. 10.40 изображена пунктиром)

отсюда находим

Перепад температуры /ц.гюр - /i,„ входящий в эту форму, определяется из выражения

Искомая ширина переходной зоны в метрах

(10.181)