ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Процесс литья из "Суперсплавы II Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок Кн2 " Заблаговременно взвешенную и подготовленную садку вводят через шлюз и подвергают быстрому расплавлению и нагреву до заданной температуры, обычно на 85—165 °С выше температуры ликвидус. Важно с большой точностью измерить эту температуру с помощью оптического пирометра. Для управления размером и ориентировкой зерен температура металла в литейном процессе значительно важнее, чем температура изложницы к тому же от нее в сильной степени зависит появление и размещение микроусадочной раковины. Когда перегрев расплава достигает требуемого уровня, изложницу, подогретую до 870—1260 °С, быстро переносят из подогревающей печи в нижнюю камеру и вакуумируют. Затем изложницу поднимают на уровень разливки и быстро переливают в нее расплав чтобы достичь хорошего заполнения и избежать холодных пробок и других дефектов подобного рода, важно обеспечить скорость и воспроизводимость условий переноса. Необходимо также точное расположение изложницы и соблюдение скорости разливки. Чтобы в максимальной степени обеспечить выполнение этих требований, процесс плавки и литья автоматизирован и подчинен программе, управляющей процессом по заданному замкнутому контуру. Заполненную изложницу опускают и выводят из установки. [c.182] Формирование усадочной раковины сводят к минимуму отчасти за счет сохранения в расплавленном состоянии головной, питающей части отливки этого достигают, добавив в изложницу экзотермический материал немедленно после ее извлечения из установки. [c.182] Чтобы сохранить непрерывность микроструктуры, скорость выдвижения изложницы обычно варьируют в соответствии со специальной программой. [c.183] Основную часть стоимости отливки составляют затраты на операции по ее доводке, это большой и напряженный труд. Поверхностные дефекты сглаживают до определенных пределов с помощью абразивов может потребоваться и механическое спрямление отливки до и после термической обработки для придания ей требуемых размеров и формы. [c.183] В ее традиционном смысле термическую обработку литейных суперсплавов не применяли до середины 1960-х гг. Пока в употребление не вошли оболочковые изложницы, литье по выплавляемым моделям выполняли с помощью толстостенных массивных изложниц, для которых характерны низкие скорости охлаждения, что приводило к старению отливок. С появлением оболочковых изложниц скорости охлаждения возросли. [c.184] И степень старения отливок стала зависеть от размеров их сечения и от множества переменных, характеризующих процесс литья. В сочетании с упрочняющим легированием довольно значительными добавками титана эти обстоятельства дали возможность за счет термической обработки свести к минимуму рассеяние свойств в дальнейшем таким путем смогли улучшить все характеристики длительной прочности, поскольку научились растворять выделения у -фазы, образовавшиеся в процессе затвердевания и охлаждения отливки, и получать их вновь посредством искусственного старения. [c.184] Скорость охлаждения от температуры гомогенизации способна существенно влиять на храктеристики длительной прочности, особенно в тех случаях, когда термическую обработку проводят после горячего изостатического прессования. Примерно при 1149 °С или несколько выше происходит распад менее стабильных карбидов типа МС, и образуются карбиды Mjj и/или Mg (как у сплавов IN-100 и MAR-M 246 соответственно). Если такое превращение совершилось, термическая обработка после горячего изостатического прессования приводит к заметному снижению длительной пластичности при промежуточных температурах. [c.185] Наличие зубчатых границ зерен благотворно влияет на характеристики длительной прочности выше эквикогезивной температуры, поскольку тормозит зернограничное проскальзывание. Эта особенность может действовать в литой структуре, но утрачиваться в результате последующей операции горячего изостатического прессования или термической обработки, если скорость охлаждения не регулируется должным образом. Зубчатого строения границ зерен достигают ускорением охлаждения от температуры сольвус у -фазы, в этом случае образование и перемещение ее зернограничных выделений приводит к образованию и смещению отдельных участков границы зерен [4]. Предварительное условие такого процесса — превышение температуры сольвус у -фазы по отношению к температуре сольвус карбидных выделений. [c.185] К числу дефектов, обычно появляющихся в отливках суперсплавов, относятся неметаллические включения, горячие надрывы (трещины), неслитины и некоторые микроструктурные особенности, присущие определенным системам сплавов. Хрупкие фазы (например, Лавеса или т)-фаза) и особая форма зерен (например, закалочные, столбчатые) часто бывают неприемлемы, особенно для лопастей лопаток. Степень озабоченности по поводу тех или иных литейных дефектов меняется обратно возможности их обнаружения неразрушающими методами. [c.185] В процессе работы с некоторыми сплавами, особенно сплавами, содержащими гафний, разновидностью включений может стать дросс его появление может быть обусловлено уровнем вакуума в процессе переплава и литья, и действиями оператора, управляющего работой литейной печи. Перед самой разливкой можно обеспечить прилипание дросса к стенке тигля, в котором вели переплав, но успешность такого приема зависит от искусства оператора. В последние годы приложено немало усилий, чтобы понизить количество включений, вносимых различными источниками. В процессе изготовления большинство суперсплавов фильтруют сквозь сетчатую пенокерамику, содержащую 4-8 ячеек/см. В определенных случаях дополнительное фильтрование проводят в процессе литья. При литье ответственных деталей из таких сплавов, как IN O 718, содержащих множество химически активных элементов, фильтрование в большинстве случаев является обязательной стандартной операцией. [c.187] В зависимости от потребностей пользователя могут применяться методы проникающей люминесценции, обладающие различной чувствительностью. Для обнаружения дефектов необходимо, чтобы они имели выход на поверхность детали и размер, достаточный для проникновения люминесцентного вещества. [c.191] В отличие от практики, применяемой в отношении деформируемых материалов, для обнаружения дефектов в отливках не применяют ультразвуковую дефектоскопию из-за их более грубого зерна. Однако технология развивается в направлении производства мелкозернистого литья, поэтому можно ожидать, что спрос на их ультразвуковую дефектоскопию возрастет. Сводка этих и других методов дефектоскопии, а также типов дефектов, обнаруживаемых звуковыми методами, приведена в табл. 15.1. [c.192] Все большую поддержку со стороны правительства и промышленности находит автоматизация литья по выплавляемым моделям. Эта деятельность уже привела к улучшению качества и экономических параметров продукпии в части производства изложниц и отливок направленной кристаллизации. Близки к реальности полностью автоматизированные вакуумные печи для литья изделий с равноосной структурой, а некоторые функции поддаются программированию на уже действующем оборудовании. Главным тормозом в настоящее время является осуществление точных замеров температуры. Ранее мы уже упоминали, что началом автоматизации литейного производства будет прогресс в автоматизации неразрушающей дефектоскопии. Большой интерес привлекает развитие компьютерного моделирования процессов кристаллизации. Число переменных, оказывающих свое влияние на свойства продукции весьма значительно принимая во внимание это обстоятельство и учитывая существующие допуски, было бы слишком рано предсказывать степень успеха, который ожидает такое моделирование, тем более что большинство изделий из суперсплавов отличается весьма сложной формой, а сведения об их физических свойствах пока что отсутствуют. Тем не менее. Конструкторам было бы очень полезно иметь возможность для компьютерного проектирования и анализа пробных отливок при сохранении функций по окончательной отладке процесса за существующими технологическими методами. [c.195] Вернуться к основной статье