Усадка металла при охлаждении
Обновлено: 04.10.2024
объемная усадка [volume shrinkage] — уменьшение объема металла или сплава при переходе из жидкого состояния в твердое, а также вследствие термического сжатия при охлаждении до температуры начала линейной усадки. Объемная усадка проявляется в отливках в виде усадочных раковин и усадочной пористости. Усадочные раковины возникают в тех случаях, когда сплав, из которого получают отливку, обладает нулевым или малым интервалом кристаллизации ( 20 %) содержанием Si (элемента, кисталлизующегося с увеличением объема) отмечается очень малая объемная усадка. В отливках из серого чугуна почти не наблюдаются ни усадочных раковин, ни усадочной пористости, поскольку при кристаллизации серых чугунов выделяющийся графит из-за своей малой плотности компенсирует уменьшение объема, сопровождающее кристаллизацию металлической матрицы (аустенита).
Смотри также:
— Усадка
— линейная усадка
Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг . Главный редактор Н.П. Лякишев . 2000 .
Полезное
Смотреть что такое "объемная усадка" в других словарях:
объемная усадка порошковой формовки — объемная усадка Относительное уменьшение объема порошковой формовки во время спекания. [ГОСТ 17359 82] Тематики порошковая металлургия Синонимы объемная усадка EN volume shrinkage DE Volumenschwund FR retrait de volume … Справочник технического переводчика
Объемная усадка порошковой формовки — 73. Объемная усадка порошковой формовки Объемная усадка D. Volumenschwund Е. Volume shrinkage F. Retrait de volume Источник: ГОСТ 17359 82: Порошковая металлургия. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
УСАДКА МЕТАЛЛА — изменение объема металла при переходе его из жидкого состояния в твердое. Усадка металла одно из основных литейных свойств определяющих качество отливки. Усадка металла, или полная объемная усадка, складывается из усадки металла в жидком… … Металлургический словарь
Усадка — [shrinkage] 1. Уменьшение объема металла или сплава при переходе из жидкого состояния в твердое и последующем охлаждении. При затвердевании объем большинства металлов, кроме Ga, Sb, Bi, Li, серого чугуна, уменьшается (объем воды возраст, при ее… … Энциклопедический словарь по металлургии
УСАДКА МЕТАЛЛА В ЖИДКОМ СОСТОЯНИИ — изменение объема жидкого металла при его охлаждении до температуры ликвидуса (tл), в результате чего уровень жидкого металла понижается , а сечение остается неизменным и рассматривается как объемная усадка. Для металла данного состава усадка… … Металлургический словарь
ПОЛНАЯ ОБЪЁМНАЯ УСАДКА МЕТАЛЛА — усадка металла, включающая усадку металла в жидком состоянии, усадку металла при затвердевании. и усадку металла в твердом состоянии с учетом расширения после затвердевания и расширения при фазовых превращениях (для сплавов Fe С перлитное… … Металлургический словарь
УСАДКА — уменьшение объема горной породы при высыхании и промерзании. Уменьшение объема глин при высыхании происходит только до определенной величины влажности, называемой пределом усадки. У. можно характеризовать: I) уменьшенном объема пли длины… … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии
линейная усадка — [shrinkage] разница между размерами модели и полученной по этой модели отливки (при использовании разовых литейных форм) или разница между размерами рабочей полости в постоянной литейной форме и полученной в этой форме отливки. Линейная усадка… … Энциклопедический словарь по металлургии
ГОСТ 17359-82: Порошковая металлургия. Термины и определения — Терминология ГОСТ 17359 82: Порошковая металлургия. Термины и определения оригинал документа: 42. Активированное спекание порошковой формовки Активированное спекание D. Aktiviertes Sintern Е. Activated sintering F. Frittage actif Определения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Литая сталь — (L acier fondu, Flussstahl, cast steel) Всякий ковкий железный продукт, получаемый путем отливки, принято на заводах назыв. вообще Л. сталью. Такого определения мы будем здесь придерживаться, хотя многие делят Л. металл по способности его… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
объемная усадка
ЛИНЕЙНАЯ УСАДКА МЕТАЛЛА
ЛИНЕЙНАЯ УСАДКА МЕТАЛЛА - изменение линейных размеров отливки при ее охлаждении (рис. Л-4); зависит от изменения температуры, агрегатных и алло-тропических превращений металла и механических и термических торможений усадки. Если линейная усадка металла зависит только от изменения температуры, то ее величина равна: l=l 0 [1-α(t 0 +t 1 )], где l 1 и l 0 - длины отливки при охлаждении с температуры t 0 до t 1 ; α - коэффициент линейной усадки (сжатия), т. е. коэффициент, соответствующий усадке при понижении температуры на 1° в интервале t 0 ->t 1 . При фазовых превращениях в металле в определенных интервалах температур отливка может увеличивать свои линейные размеры. На рис. Л-4 показаны кривые свободной линейной усадки металла некоторых железоуглеродистых сплавов.
Металлургический словарь . 2003 .
Смотреть что такое "ЛИНЕЙНАЯ УСАДКА МЕТАЛЛА" в других словарях:
линейная — 98 линейная [нелинейная] электрическая цепь Электрическая цепь, у которой электрические напряжения и электрические токи или(и) электрические токи и магнитные потокосцепления, или(и) электрические заряды и электрические напряжения связаны друг с… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
линейная литейная усадка — 3.3 линейная литейная усадка: Свойство жидкого металла при охлаждении и затвердевании уменьшать свои линейные размеры. Источник: ГОСТ Р 513 … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
объемная усадка — [volume shrinkage] уменьшение объема металла или сплава при переходе из жидкого состояния в твердое, а также вследствие термического сжатия при охлаждении до температуры начала линейной усадки. Объемная усадка проявляется в отливках в виде… … Энциклопедический словарь по металлургии
Литейный чугун — (Giesserei Roheisen, fonte de moulage, foundry pig). Чугун, представляющий материал для выделки железа и стали (см. Кричный передел и Литая сталь), применяется также в значительном количестве для изготовления прямо готовых изделий посредством… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Чугун — (Cast iron) Термин чугун, получение и применение чугуна, свойства чугуна информация о термине чугун, получение и применение чугуна, свойства чугуна, состав и марки чугуна Содержание Содержание Определение термина Виды чугунов Классификация и… … Энциклопедия инвестора
ЖЕЛЕЗА СПЛАВЫ — металлич. системы, одним из компонентов к рых (как правило, преобладающим) служит железо. Различают сплавы железа с углеродом (нелегир. и легир. чугуны и стали), сплавы с особыми физ. хим. св вами и ферросплавы. Система железо углерод. Наиб.… … Химическая энциклопедия
Чугун — (тюрк.) сплав железа с углеродом (обычно более 2%) содержащий также постоянные примеси (Si, Mn, Р и S), а иногда и Легирующие элементы, затвердевает с образованием эвтектики (См. Эвтектика). Ч. важнейший первичный продукт чёрной… … Большая советская энциклопедия
ЛИТЕЙНЫЕ СВОЙСТВА — металлов и сплавов совокупность физ. хим. и спец. технологич. свойств, характеризующих способность металлов и сплавов образовывать отливки без раковин, трещин, пористости и др. дефектов. Важнейшие Л. с.: жидкотекучесть, объёмная и линейная усадка … Большой энциклопедический политехнический словарь
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Усадка металла обусловливает еще появление микроскопических трещин по слитку вследствие возникновения напряжений в металле при затвердевании и последующем охлаждении и сокращении объема. Эти напряжения могут возникнуть, если слиток в силу каких-либо причин не может свободно сокращаться в объеме при. [2]
Усадка металла может привести к возникновению внутренних усадочных напряжений, снижающих прочность металла и даже приводящих к образованию трещин в нем. [3]
Усадка металлов и сплавов приводит к образованию усадочных раковин ( при переходе металла из жидкого состояния в твердое) и к усадочным напряжениям, вследствие неравномерной усадки отдельных частей отливки. Скопление мелких усадочных раковин образует усадочную рыхлость, которая обычно является продолжением усадочной раковины. Наличие усадочной раковины в рабочем сечении ответственной детали недопустимо. [4]
Усадка металла в направлениях хну затруднена из-за наличия окружающего холодного металла. В обычных условиях электрошлаковой сварки шов может сокращаться в поперечном направлении у. В данном случае этому препятствует жесткость балки, и если не принять мер для немедленного проведения отпуска после сварки, то часто в таких условиях возникает разрушение шва. [5]
Усадка металла шва при переходе из жидкого состояния в твердое и последующем его охлаждении, а также прилегающих к нему зон металла может привести к существенному уменьшению общих габаритных размеров конструкций и элементов. В связи с этим при заготовке и обработке деталей необходимо предусматривать припуск на линейные размеры элементов конструкций в отличие от обозначенных в проекте. [6]
Кристаллизационная усадка металла шва вызывается тем, что при охлаждении металл шва уменьшается в объеме, но поскольку одновременно шов имеет жесткую связь с относительно холодным основным металлом, его усадка вызывает появление внутренних напряжений. [7]
Усадкой металлов и сплавов называют свойство их в процессе охлаждения в форме уменьшать свой объем и линейные размеры. Линейную ( объемную) усадку выражают в процентах по отношению к линейным размерам ( к объему) холодной отливки. [8]
Усадкой металла называется сокращение объема расплавленного металла лри его застывании и охлаждении до комнатной температуры. [9]
Ввиду усадки металла в отливке создаются внутренние напряжения, вызывающие образование горячих и холодных трещин. Горячие трещины образуются из-за разрушения тонкого слоя ( корки) затвердевшего металла в момент усадки. [10]
Вследствие усадки металла сварочной ванны щель между угольниками, образующими швеллер, может заметно сузиться. Для предупреждения этого при сварке применяют стальные фиксаторы в виде пластин или же поворотные фиксаторы аналогичные тем, которые использовались при сварке швеллеров в короб. [11]
Деформация усадки металла , связанная с превращением жидкой фазы в твердую, начинается для сплавов, как правило, между температурами ликвидус и солидус, после образования общего каркаса из твердых кристаллов. [13]
Причиной усадки металла может быть нарушение технологии сварки или несоответствие основного металла и электродов требованиям ТУ. Трещины, возникающие в направленном металле, могут распространяться и на основной металл. Иногда трещины могут возникать вдоль боковой стороны нагреваемой зоны. [14]
УСАДКА МЕТАЛЛА ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ И ЗАТВЕРДЕВАНИИ. ГЛУБИНА УСАДОЧНОЙ РАКОВИНЫ.
С уменьшением температуры металла от жидкого состояния до температуры окружающей нас среды происходит уменьшение его объема и линейных размеров отливки. Такое уменьшение объема металлического расплава или размеров носит название усадки. Различают усадку во время заливки металлического расплава в форму, при охлаждении его в форме от температуры конца заливки в форму до температуры начала затвердевания, усадку во время кристаллизации металла, а также усадку отливки в твердом состоянии. Каждый период усадки металла связан с определенным видом его дефектов. Усадка металла в жидком состоянии приводит к понижению уровня расплава в форме и к образованию внешней усадочной раковины. Усадка при затвердевании расплава приводит к образованию раковины, которая расположена в объеме отливки. Эта раковина часто бывает отделена от внешней раковины мостом твердого металла. Чтобы получить здоровую отливку (без раковин), на ней устанавливают специальный резервуар расплава, который называется прибылью. Расплав в прибыли затвердевает позже отливки, поэтому в ней концентрируется вся усадочная раковина. Затвердевший металл прибыли вместе с раковиной отделяют (чаще отрезают) от отливки (рис. 1).
Обозначим объем металла в прибыли Vп, а в отливке - Vо; обозначим коэффициент объемной усадки металла в жидком состоянии evз, а при затвердевании - evз Предположим, что после заливки расплава в форму температура металла по всему сечению отливки равномерно понижается до температуры затвердевания tз (такое предположение близко к истине для песчано-глинистых форм). При этом за счет усадки металла в жидком состоянии образуется внешняя усадочная раковина (рис. 2). Ее объем Vрв и высоту hв можно определить из следующего соотношения:
| Vрв=evж×Dt×(Vо+Vп)=Fp×hв, | (14) |
где Fp - площадь поверхности зеркала расплава в прибыли;
Dt - перегрев расплава в форме над линией ликвидуса, о С.
А.А.Рыжиков считает, что в цилиндрической прибыли, расположенной над отливкой, сверху образуется малотеплопроводный слой из оплавившихся материалов засыпки (люнкерит, перлит и т.п.); снизу прибыль теплоизолирована расплавом отливки. При таких предположениях можно считать, что прибыль охлаждается и затвердевает только с боковой поверхности. При этом профиль усадочной раковины в прибыли описывается уравнением (рис. 3):
где Нр×R - общая высота и радиус прибыли, в которой расположена раковина;
x, у - абсцисса и ордината точки на границе раковина - твердый металл;
ev - суммарный относительный коэффициент усадки металла (или эффективный) при затвердевании и охлаждении отливки.
Предположив, что раковина в прибыли проникает до границы раздела отливка-прибыль, А.А.Рыжиков путем математических преобразований из выражения (15) получил
где d - диаметр основания прибыли, достаточный для питания отливки;
h - выход годного литья, %, без учета литниковой системы.
А.Д.Попов исходил из того, что форма прибыли отливки выбрана рациональной с минимальной поверхностью охлаждения. Кроме этого, он учел, что за время заливки расплава в форму часть металла отливки затвердевает. Это явление уменьшает потребность расплава из прибыли для компенсации усадки и, следовательно, уменьшает необходимую высоту прибыли.
А.Д.Попов для вычисления высоты раковины прибыли hр, см, получил следующие зависимости:
| ; | (17) |
| ; | (18) |
| ; | (19) |
| , | (20) |
где F0 - площадь поверхности раздела отливка-форма, см 2 ;
t - время заливки расплава в форму, мин;
d - диаметр основания прибыли, см.
Формулы (17) и (18) относятся к случаю, когда отливка и прибыль находятся в песчано-глинистой форме; формулы (19) и (20) - отливка и прибыль в чугунной форме. Формулы (17) и (19) получены для подвода расплава в форму снизу, а (18) и (20) - сверху.
Б.Б.Гуляев вычислил для песчано-глинистых форм высоту раковины прибыли с мостами металла hр. Он учел, что затвердевание металла происходит не только со стороны стенок формы отливки и прибыли, но и со стороны зеркала расплава в прибыли. Было получено уравнение
где Sр - средняя площадь горизонтального сечения раковины, см 2 ;
m - эмпирический коэффициент, для открытой прибыли m=2; для закрытой m=1;
х - половина максимальной толщины отливки, см;
eэ=evж + evз - эффективный коэффициент усадки металла;
Dt - перегрев расплава над линией ликвидуса (может быть вычислен приближенно по температуре заливки его в форму).
По формулам (16) - (21) могут быть определены параметры усадочных раковин в отливках.
Задача 11. Есть отливки, вытянутые вдоль вертикальной оси, с горизонтальным сечением в виде круга (рис. 4,а) или квадрата (рис. 4,б), а также отливки в виде плит круглых (рис. 4,в) или квадратных (рис. 4,г). Все отливки имеют расположенные сверху цилиндрические прибыли рациональной конструкции. Обозначения размеров отливки и прибыли приведены на рис. 4. По заданному профилю горизонтального сечения отливки (круг или квадрат) и имеющимся линейным размерам вычислить массу отливки и прибыли, кг. Используя характеристики жидкого металла evж и Dt, из формулы (14) вычислить объем внешней раковины Vрв, дм 3 , а также высоту внешней раковины hв. Кроме этого, найти отношение
Читайте также: