ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние давления на структуру и свойства сплавов на основе железа из "Кристаллизация металлов и сплавов под давлением " 1 было показано, что при определенном давлении, равном критическому, графитизация чугуна прекращается, а формирование структуры чугуна происходит по метастабильной системе. [c.130] Вместе с тем приложение малых давлений (на порядок меньше критического) также способствует измельчению графитовых включений и металлической матрицы, оказывая при этом существенное влияние на механические свойства чугуна. [c.131] В отливках типа крышек с толщиной стенки 55 мм, изготовленных из серого чугуна с 3,21% С 2,14% Si 0,52 /о Мп 0,164% Р и 0,04 /о S, с увеличением давления включения графита в центре стенки изменяются гораздо больше, чем у поверхности (рис. 67,а). При этом в центре сечения форма графита изменяется от средне-завихренной пластинки при 2 МН/м до точечной в сочетании с пластинчатой при 5,1 МН/м . Кристаллизация под давлением до 5 МН/м не вызывает сильного торможения графитизации измельчение и уменьшение числа графитовых включений происходит за счет принудительного движения расплава в полости формы. В результате этого происходит раздробление и растворение графита в расплаве чугуна. [c.131] Изменение углеродного эквивалента чугуна от 3,6 до 4,25 7о при давлении 150 МН/м приводит к снижению предела прочности на разрыв вследствие увеличения количества графита. [c.133] Вместе с тем давление воздействует на структуру и механические свойства чугуна подобно модифицированию магнием. Отливки, полученные в условиях кристаллизации под пуансонным давлением 150 MH/м , имеют максимальную прочность 708 МН/м , в то время как предварительно модифицированные магниевоникелевой лигатурой с 10% Mg — соответственно 716 МН/м2. [c.133] Шаровидная форма графита может быть получена в чугуне, залитом в песчаные формы и закристаллизованном при малом давлении — до 3 МН/м (табл. 14), при этом механизм возникновения и последующего роста включений шаровидного графита является одинаковым как в условиях кристаллизации под давлением, так и в результате предварительной его обработки магнием [89]. [c.133] Следует отметить, что влияние кристаллизации под давлением на форму, размеры и характер распределения графита сохраняется и после термической обработки чугуна [88, 90]. Кроме того, термическая обработка чугуна при всех режимах прессования кристаллизующейся отливки способствует повышению механических свойств. Так, применение давления во время кристаллизации увеличивает предел прочности при изгибе серого чугуна в 1,5 раза, стрелу прогиба — в два раза (в литом состоянии) после последующей термической обработки они возрастают в 2 и 7,6 раза соответственно [88]. [c.133] Примечание. П — перлит, Г — графит. К —карбиды. [c.134] ЧТО микроструктура сталей 20Л и 35Л в слитках (D=70 мм, Я/Д=4) при давлении 200 МН/м как в поверхностной, так и в центральной зонах практически не изменяется повышение же механических свойств объяснено ликвидацией усадочной пористости. Фрактогра-фическое исследование изломов показало, что все изломы прессованных при кристаллизации слитков мелкозернистые. Наличие утяжин в изломе и деформационного козырька по сравнению с изломами свободно затвердевших отливок свидетельствует о более вязком характере излома. [c.134] Механические свойства стали в прессованных при кристаллизации отливках также увеличиваются до определенного предела величины давления. По данным одних исследователей [16], этим пределом может быть давление 30—50 МН/м% по данным других [12], соответственно 80 или 100 МН/м , по данным третьих [10, 17, 18], 180—200 МН/м . Различие в рекомендациях вызвано тем, что отдельные исследователи использовали опытные отливки не только различных размеров, но и с отличающейся конфигурацией и характером приложения давления. [c.134] Кристаллизация под высоким механическим давлением способствует очищению границ зерен стали от неметаллических включений, повышению однородности структуры, что препятствует хрупкому разрушению. Ударная вязкость прессованной при кристаллизации стали 45Л выше, чем у литой в обычных условиях во всем диапазоне температур от - -20 до —80° С. Следовательно, давление при кристаллизации способствует сдвигу критической температуры хладноломкости в область низких температур. [c.135] Результаты исследований отпечатков по Бауману показывают, что в стальных отливках ликвационные участки, обогащенные серой и фосфором, обнаруживаются только на таком расстоянии от наружной поверхности, которое соответствовало образованию твердой корки до момента приложения давления. В тепловых узлах, прессованных при кристаллизации отливок из стали, ликвации углерода не обнаружено. [c.136] Различие в условиях кристаллизации по сечению отливки приводит к соответствующим изменениям в макро- и микроструктуре участков, затвердевающих при свободной заливке и после выдавливания для окончательного формообразования заготовки. [c.136] Микроструктура отливок типа фланцев (рис. 33, 5) из углеродистых сталей в литом состоянии состоит вблизи наружной поверхности, оформляемой матрицей, из вытянутых перлитных колоний, окаймленных феррит-ной сеткой. В центральных областях и участках, образованных выдавленной в процессе формообразования отливки сталью, — из неориентированных феррито-пер-литных зерен. Размеры зерен в верхних зонах соответствуют номерам 8—9, а в нижних номерам 7—8 по ГОСТ 5959—65. [c.136] Вследствие различных условий охлаждения отдельных сечений наблюдается и различие в соотношении структурных составляющих. Визуальным сравнением под микроскопом определено соотношение между перлитом и ферритом в верхних (выдавленный металл) и нижних зонах отливок типа фланцев из стали ЗОЛ в верхних зонах количество перлита и феррита соотносится как 35 65, в нил них как 20 80. [c.136] Низколегированная сталь. Сталь 15Х1М1ФЛ, закристаллизованная под давлением 200 МНУм , по механическим свойствам не уступает катаной трубной стали того же состава и значительно превосходит литую обычными методами сталь Ств=800 МН/м2, б=8%- Кроме того, ее жаропрочность в 1,4 раза выше, чем у обычной стали. Это объясняется улучшением состояния границ, по которым идет более 85% общей деформации материала, а также увеличением количества свободной карбидной фазы в структуре [13]. Суммарная масса карбидного осадка, определенного при помощи метода электролитического растворения образцов, после нормализации от 960° С составила в среднем 3,66 /о от массы растворенного металла, а свободно затвердевшей стали 3,34%. [c.137] При кристаллизации под пуансонным давлением стали марки 5ХНТ усадочные дефекты в отливках (вставках ковочных штампов) устраняются при давлении 60 МН/м и выше, а механические свойства приближаются к свойствам кованого металла. Результаты испытания образцов, вырезанных из отожженных вставок, показали [20], что увеличение давления от 40 до 80 МН/м существенно не влияет на механические свойства, но приводит к устранению разницы в последних по сечению заготовки. [c.137] Высоколегированная сталь. Микроструктура стали Х18Н9ТЛ под действием давления изменяется более существенно, чем микроструктура углеродистых сталей. [c.138] Структура закристаллизованных под давлением 100 МНУм фланцев из стали Х16Н4БЛ также различна по сечению. Применение сложной термической обработки, включающей предварительную гомогенизацию, приводит к выравниванию структуры и получению высоких механических свойств (табл. 15). Применение только нормализации с последующим отпуском при 600° С позволяет получить несколько пониженные свойства из-за увеличения вторичных фаз в структуре. [c.139] Вернуться к основной статье