ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Литейные свойства и макроструктура чугуна из "Металл для эмалирования Издание 2 " Для изделий, подвергаемых эмалированию, особое значение имеет рельеф, микро- и макроструктура поверхности, так как этим определяется сцепление эмали. Большой пригар формовочной смеси к поверхности, наличие подкорковых пузырей, раковин, засоров и высокая газонасыщенность металла делают невозможным получение качественного эмалевого покрытия. [c.129] Такие отливки непригодны особенно для химического машиностроения, где требуется высокая сплошность покрытия. Все эти дефекты в отливках в значительной мере обусловлены литейными свойствами чугуна и качеством формы. [c.129] Литейные свойства. К числу важнейших литейных свойств чугуна относятся его жидкотекучесть, усадка и газонасыщенность. Теория и практика литейного производства показывают, что наилучшей жидкотекучестью обладают чугуны, близкие по составу к эвтектическим. Положение эвтектической точки чугуна изменяется в зависимости от химического состава, большинство элементов уменьшает содержание углерода в эвтектике (см. формулы 37 и 37а). [c.129] Высокая жидкотекучесть чугуна обеспечивает хорошее заполнение формы и воспроизведение тонких ее очертаний, а также способствует уменьшению усадочных пороков в отливке и более полному удалению газов из металла. Металл с хорошей жидкотекучестью в меньшей мере подвержен таким порокам, как усадочные и газовые раковины, пористость, горячие трещины и т. п. [c.129] Понижение температуры эвтектической точки,также оказывается благоприятным для отливок, так как уменьшается пригар формовочной смеси и улучшается качество поверхности. С этой точки зрения весьма целесообразна добавка фосфора, количество которого в эмалировочном чугуне иногда достигает 1,0—1,2%, однако при этом появляются другие дефекты повышенная пористость и хрупкость чугуна. [c.129] На качество чугунных оТливок оказывает большое влияние величина усадки чугуна, которая происходит с различной скоростью при охлаждении в жидком состоянии, в период затвердевания и в твердом состоянии и соответственно вызывает различные пороки в литье. Усадка в жидком состоянии и в период затвердевания вызывает образование усадочных раковин и пористости в отливке, а в твердом состоянии — общую линейную усадку, определяемую по разнице размеров модели и отливки. При наличии торможения свободной усадки со стороны формы (плохая податливость формы, неудачная конструкция детали) в отливке после затвердевания появляются горячие , а в процессе охлаждения — напряжения и холодные трещины. [c.130] Величина усадки чугуна в период затвердевания зависит от интервала кристаллизации, с уменьшением которого она уменьшается. С этой точки зрения также рекомендуются чугуны эвтектического состава, так как они имеют минимальную усадку при затвердевании. Для серого чугуна усадка в период затвердевания может быть частично или полностью компенсирована расширением, вызываемым графитизацией. [c.130] Структура чугуна. Для процессов эмалирования большое значение имеет микро- и макроструктура чугуна. [c.130] Макроструктуру чугуна оценивают по состоянию поверхности отливки и виду излома. [c.131] Пороки в отливках. Наиболее типичными пороками чугунного литья являются земляные и газовые усадочные раковины, вскипы, корольки, шлаковые засоры, холодные и горячие трещины. К порокам поверхности следует отнести грубый рельеф, пригар, ужи-мины, спаи, наросты и т. п. Все эти пороки в меньшей мере зависят от химического состава чугуна, они главным образом связаны с технологией изготовления формы и техникой заливки. [c.131] На рис. 66 показаны изломы эмалировочного чугуна и поверхностные раковины санитарно-технических изделий, возникшие в результате газонасыщенности металла, а также высокой газотворности формы и малой ее газопроницаемости. [c.131] Повышенное содержание серы в чугуне может способствовать появлению этих пороков, о чем свидетельствует большое количество сернистых включений в местах, примыкающих к раковинам (рис. 67). Вопрос о влиянии серы на образование газовых раковин в чугуне остается все еще спорным. Аналогичные заключения приводятся в работах [8, 153]. Однако между содержанием серы в чугуне и образованием пузырей на эмали не всегда наблюдается прямая зависимость. Металлографические исследования, проведенные автором [154] на микрошлифах эмалированного чугуна с пузырями и уколами на эмали, изготовленных по сечению через эти дефекты, показали следующее. Во всех случаях под уколами в металле были раковины, связанные с поверхностью узкими каналами, заполненными эмалью. Это свидетельствует о том, что при охлаждении в полости раковины создается вакуум из-за сильного выделения газов в процессе обжига, а при последующем снижении температуры жидкая эмаль всасывается в полость раковины через узкие каналы. [c.131] Таким образом, считая влияние газовой фазы ответственной за образование пузырей на эмали, необходимо признать, что уколы могут появиться только при пористости поверхностных слоев чугуна. Обычно эмаль имеет плотное строение, если поверхность чугуна свободна от этих дефектов, даже если в толще металла имеются крупные раковины (см. рис. 66, 4). Пористость поверхности чугуна, вызванная образованием газовых, земляных или усадочных раковин, способствует появлению пузырей и уколов на эмали. Поэтому для получения качественного эмалевого покрытия необходимо устранить подкорковые раковины, засоры и другие дефекты поверхности. [c.131] Как видно, при эмалировании литой, необработанной поверхности содержание СО в газе заметно превышает количество водорода, особенно при более высокой температуре обжига эмали. При эмалировании чугуна с обработанной поверхностью, особенно шлифованием, в состав газа, кроме азота и кислорода, входит водород (72%). Следовательно, литейная корка затрудняет переход водорода из эмали в чугун и вместе с тем она является источником образования СО +СО2 и особенно СО эти газы при выделении образуют газовые пузыри. [c.134] Во всех пробах газа присутствует водород и окись углерода. По содержанию азота и кислорода можно определить, что количество воздуха было сравнительно мало, а 50 2 в газе не было обнаружено. На образцах после травления и эмалирования было особенно много газовых пузырей и в них преобладал водород. Это свидетельствует о том, что, хотя газы, находящиеся в чугуне, влияют на образование пузырей в эмали, главным источником следует считать На и СО, выделяющиеся при взаимодействии на границе металл—эмаль. Поэтому образование пузырей и уколов в эмали зависит от степени загрязнения поверхности чугуна, и особенно макропористости. [c.134] В работе [69, с. 213—216] приведены интересные результаты исследования склонности чугуна к поглощению водорода в зависимости от условий кристаллизации, степени эвтектичности и других факторов. Чугун выплавляли в индукционной печи. Содержание водорода определяли в жидком чугуне и в образцах, затвердевших с различной скоростью. Анализ содержания газов в чугунах в зависимости от степени эвтектичности приведен в табл. 30. [c.134] Из общего количества газов в чугуне содержание водорода составляет 50—65%, оно снижается с увеличением степени эвтектичности чугуна. Количество водорода, выделившегося при хранении, составляет около 80% от общего его содержания. [c.134] Примечание. Л. п. — локальное плавление, В. п. — вакуумное плавление. При локальном плавлении анализ газов проводили с помощью масс-спектрометра МХ-1305, по методу, разработанному под руководством В. И. Явойского на кафедре металлургии стали Московского института стали и сплавов. [c.135] В табл. 32 приведено содержание водорода в доменном чугуне у1арок ЛКО, ЛК2, ЛК4 со структурой пластинчатого графита (ГФ1— ГФ4) длиной от 80 до 500 мкм и перлитной матрицей (П85—П89) 5 ковком и высокопрочном чугунах с ферритной матрицей и в вагра-ючном чугуне с пластинчатым графитом (ГФ1, ГФ6) и перлитной матрицей (П98). [c.135] Из табл. 32 следует, что способность доменного литейного чугуна поглощать водород в значительной степени зависит от выплавки и практически не связана с его составом, что согласуется с данными работы [69, с. 224—227]. Авторы работы [69, с. 213—216] отмечают, что с увеличением количества графита в чугуне возрастает степень насыщения его водородом, она особенно велика в чугуне с мелким и точечным графитом. Десорбция водорода из такого чугуна незначительна, так как водород хорошо удерживается на графитных включениях. Сравнение модифицированного и ковкого чугунов показывает, что по способности поглощать водород второй почти в 5 раз превышает первый это, по-видимому, связано с рыхлостью графита в ковком чугуне. [c.136] Вернуться к основной статье