Курсовая работа: Технология плавки и разливки магниевых сплавов. Литейные магниевые сплавы реферат

Магниевые сплавы

Количество просмотров публикации Магниевые сплавы - 162

Литейные сплавы

Деформируемые сплавы

Эти сплавы подразделяются на упрочняемые и не упрочняемые термообработкой.

К сплавам, не упрочняемым термообработкой, относятся сплавы АМц (1 - 1,6 % Мц) и АМг2 (среднее содержание магния в процентах указывается после букв Мг – 2% магния), характеризующиеся высокой пластичностью, хорошей свариваемостью и высокой коррозионной стойкостью. К сплавам, упрочняемым термообработкой, относятся сплавы нормальной прочности, высокопрочные, жаропрочные и т.д. Упрочняющая термообработка включает закалку с температуры 500°С в воде и естественное или искусственное (при 100 - 200 °С) старение. После закалки образуется структура перенасыщенного α-твердого раствора, имеющего высокую пластичность и низкие значения твердости и прочности. В процессе старения происходит распад α-твердого раствора с выделœением из него упрочняющих высокодисперсных фаз (химических соединœений типа CuAl, CuMgAl и др.), благодаря чему пластичность уменьшается, а твердость и прочность возрастает.

Основные типы сплавов, упрочняемых термообработкой, следующие:

1. Дюралюмины - сплавы, содержащие до 5 % меди и до 1,8 % магния. Οʜᴎ представлены марками Д1, Д16, Д18 (где цифры 1, 16, 18 - условные) и характеризуются хорошим сочетанием прочности и пластичности. Дюралюмины широко применяют в авиации.

Ковочные алюминиевые сплавы маркируют буквами АК (А - алюминиевый, К - ковочный). Οʜᴎ обладают хорошей пластичностью и стойки к образованию трещин при горячей пластической деформации.

2. Высокопрочные алюминиевые сплавы маркируют буквой В (В95, В96). Οʜᴎ характеризуются высоким пределом прочности (600 - 700 МПа) и близким к нему по значению пределом текучести.

Эти сплавы маркируются буквами АЛ, что значит ʼʼалюминиевый литейныйʼʼ. Лучшими литейными свойствами обладают сплавы Al-Si (силумины). Высокая жидкотекучесть, малая усадка, трещиноустойчивость, хорошая герметичность силуминов объясняются наличием большого количества эвтектики в структуре. При этом механические свойства двойных силуминов (АЛ2, АЛ4, АЛ93) низкие, и они применяются для неответственных изделий.

Магний - это металл серебристо-белого цвета с температурой плавления 650 °С, имеет малый удельный вес - 1,78 г/см3. Кристаллизуется с образованием гексагональной кристаллической решетки. Из за низких механических свойств как конструкционный материал не применяется. В чистом виде используется в пиротехнике и в металлургии как раскислитель, модификатор, леги­рующий элемент.

Недостаток магния (и его сплавов) - низкая коррозионная стойкость в атмо­сферных условиях, однако он противостоит маслам, бензину, нефтепродуктам, плавиковой кислоте, галогенам.

Читайте также

referatwork.ru

Литейные магниевые сплавы., реферат — allRefers.ru

Литейные магниевые сплавы. - раздел Электротехника, Лекция 1. Основы материаловедения. Классификация электрических и конструкционных материалов

Все темы данного раздела:

Лекция 2. Особенности атомно-кристаллического строения металлов. Дефекты кристаллического строения.   В огромном ряду материалов, с незапамятных времен известных человеку и широко используемых им в св

Понятие об изотропии и анизотропии. Свойства тела зависят от природы атомов, из которых оно состоит, и от силы взаимодействия между этими атома

Аллотропия или полиморфные превращения. Способность некоторых металлов существовать в различных кристаллических формах в зависимости от внешних

Магнитные превращения. Некоторые металлы намагничиваются под действием магнитного поля. После удаления магнитного поля они облад

Дефекты кристаллического строения. Из жидкого расплава можно вырастить монокристалл. Их обычно используют в лабораториях для изучения свойст

Точеные дефекты. Одним из распространенных несовершенств кристаллического строения является наличие точечных дефектов: ва

Линейные дефекты. Основными линейными дефектами являются дислокации. Априорное представление о дислокациях впервые использ

Понятие о сплавах и методах их получения.   Под сплавом понимают вещество, полученное сплавлением двух или более элементов. Возможны другие с

Особенности строения, кристаллизации и свойств сплавов: механических смесей, твердых растворов, химических соединений. Строение металлического сплава зависит от того, в какие взаимодействия вступают компоненты, составляющие

Кристаллизация сплавов. Кристаллизация сплавов подчиняется тем же закономерностям, что и кристаллизация чистых металлов. Необходи

Диаграмма состояния. Диаграмма состояния представляет собой графическое изображение состояния любого сплава изучаемой сис

Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов.   Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии

Количественный структурно-фазовый анализ сплава. Пользуясь диаграммой состояния можно для любого сплава при любой температуре определить не только число

Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии Диаграмма состояния и кривые охлаждения типичных сплавов системы представлены на рис.5.5. 1. Количество

Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения. Диаграмма состояния сплавов представлена на рис. 5.6.   Рис. 5.6. Диаграмма состояния сплавов, комп

Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния Так как вид диаграммы, также как и свойства сплава, зависит от того, какие соединения или какие фазы образов

Физическая природа деформации металлов.   Деформацией называется изменение формы и размеров тела под действием напряжений. Напря

Природа пластической деформации.   Металлы и сплавы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение, и характер их деформации зав

Разрушение металлов.   Процесс деформации при достижении высоких напряжений завершается разрушением. Тела разрушаются п

Механические свойства и способы определения их количественных характеристик   Основными механическими свойствами являются прочность, упругость, вязкость, твердость. Зная механ

Механические свойства и способы определения их количественных характеристик: твердость, вязкость, усталостная прочность   Твердость – это сопротивление материала проникновению в его поверхность стандартного тела (и

Метод Роквелла ГОСТ 9013   Основан на вдавливании в поверхность наконечника под определенной нагрузкой (рис. 7.1 б) Индент

Метод Виккерса   Твердость определяется по величине отпечатка (рис.7.1 в). В качестве индентора используется алм

Влияние температуры.   С повышением температуры вязкость увеличивается (см. рис. 7. 2). Предел текучести Sт су

Эксплуатационные свойства   Эксплуатационные свойства характеризуют способность материала работать в конкретных условиях.

Компоненты и фазы в системе железо – цементит. Чистое железо – металл серебристо – белого цвета. Температура плавле­ния железа 1539°С. Известны две пол

Диаграмма состояния железо – цементит   Точка А (1539 С) отвечает темпера туре пла­вления железа, а точка D (~ 1550'С) — температуре плавле

Углеродистые стали Углеродистые стали занимают левую часть диаграммы состояния. Содержание углерода существенно влияет на св

Легированные стали Легированной сталью называется сталь в которую кроме углерода вводят один или несколько элементов называе

Серый и белый чугун Серый чугун (технический) представляет собой по существу сплав Fe — Si — С, содержащий в качестве неизбежных

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом Под действием присадок из щелочных или щелочноземельных металлов, например 0,03% - 0,07%Mg, графит в процессе кри

Ковкий чугун Ковкий чугун получают длительным нагревом при высоких температурах (отжигом) отливок из белого чугуна и пр

Изменение структуры стали при нагреве       Если нагреть сталь до 727 ºС, то входящий в её структуру перр

Превращения, протекающие в структуре стали при нагреве и охлаждении   Любая разновидность термической обработки состоит из комбинации четырех основных превращений, в

Превращение перлита в аустетит   Превращение основано на диффузии углерода, сопровождается полиморфным превращением , а так же рас

Превращение аустенита в перлит при медленном охлаждении.     Превращение связано с диффузией углерода, сопровождается полиморфным превращением , выде

Закономерности превращения.   Образцы нагревают до температуры, при которой структура состоит из однородного аустенита (7700

Промежуточное превращение   При температуре ниже 550 oС самодиффузия атомов железа практически не происходит, а атомы

Превращение аустенита в мартенсит при высоких скоростях охлаждения   Данное превращение имеет место при высоких скоростях охлаждения, когда диффузионные процессы под

Превращение мартенсита в перлит.   Имеет место при нагреве закаленных сталей. Превращение связано с диффузией углерода. Мартенс

Виды термической обработки Меняя скорость охлаждения аустенита, можно получить стали с различными свойствами. На этом основано примен

Технологические возможности и особенности отжига, нормализации, закалки и отпуска   При разработке технологии необходимо установить: · режим нагрева деталей (температуру и врем

Отжиг первого рода.   1. Диффузионный (гомогенизирующий) отжиг. Применяется для устранения ликвации, выравнивания хи

Поверхностная закалка и химикотермический отжиг Свойства стали (прочность и вязкость) изменяются неоднозначно. Это значит, что если растёт пластичность и в

Титан и его сплавы   Титан серебристо-белый легкий металл с плотностью 4,5 г/см3. Температура плавления титана зави

Алюминий и его сплавы   Алюминий – легкий металл с плотностью 2,7 г/см3 и температурой плавления 660oС. Имеет гран

Алюминиевые сплавы.   Принцип маркировки алюминиевых сплавов. В начале указывается тип сплава: Д – сплавы типа дюрал

Деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой.   Прочность алюминия можно повысить легированием. В сплавы, не упрочняемые термической обработкой,

Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой.   К таким сплавам относятся дюралюмины ( сложные сплавы систем алюминий – медь –магний или алюминий

Литейные алюминиевые сплавы.   К литейным сплавам относятся сплавы системы алюминий – кремний (силумины), содержащие 10…13 % кремни

Магний и его сплавы   Магний – очень легкий металл, его плотность – 1,74 г/см3. Температура плавления – 650oС. Ма

Медь и ее сплавы   Медь имеет гранецентрированную кубическую решетку. Плотность меди 8,94 г/см3, температура плав

Латуни.   Латуни могут иметь в своем составе до 45 % цинка. Повышение содержания цинка до 45 % приводит к увеличе

Диэлектрики Диэлектриками называют вещества основным электрическим свойством которых является способность поляризов

Поляризация диэлектриков Поляризация представляет собой обратимое смещение заряженных частиц, входящих в состав диэлектрика, под в

Диэлектрическая проницаемость газообразных диэлектриков Газообразные диэлектрики имеют большую плотность, поэтому их диэлектрическая проницаемость близка к 1. Пол

Диэлектрическая проницаемость жидких диэлектриков 1.     Неполярные жидкости. Диэлектрическая проницаемость

Диэлектрическая проницаемость твёрдых диэлектриков В зависимости от структуры возможны все виды поляризации. Неполярные твёрдые диэлектрики (парафин, по

Диэлектрики Диэлектриками называют вещества основным электрическим свойством которых является способность поляризов

Поляризация диэлектриков Поляризация представляет собой обратимое смещение заряженных частиц, входящих в состав диэлектрика, под в

Диэлектрическая проницаемость жидких диэлектриков 3.     Неполярные жидкости. неполярных жидкостей сильно

Диэлектрическая проницаемость твёрдых диэлектриков В зависимости от структуры возможны все виды поляризации. Неполярные твёрдые диэлектрики. Об

Сегнетоэлектрики   εr Сегнетова соль 500-600 Титанит бария 1500-20

Электропроводность диэлектриков В отличие от проводников у диэлектриков ток изменяется во времени. При поляризации связанных зарядов в диэ

Электропроводность газообразных диэлектриков Газы при небольших значениях напряжённости электрического поля обладают малой проводимостью. Ток в г

Электропроводность жидкостей Связано со строением молекул. В неполярных жидкостях электропроводность зависит от наличия примесей,

Электропроводность твёрдых диэлектриков Обусловлена перемещением ионов диэлектрика, а также ионов случайных примесей. А у неполярных материалов на

Поверхностная электропроводность твёрдых диэлектриков Она обусловлена присутствием влаги или загрязнения на поверхности диэлектрика. Удельная поверхностная пр

Диэлектрические потери Диэлектрическими потерями называют мощность рассеиваемую в диэлектрике при воздействии на него E и вызыва

Пробой диэлектриков Электрическая изоляция не может выдержать приложенное неограниченно высокое напряжение. При повышении на

Пробой газов В трансформаторах, конденсаторах, воздушных ЛЭП внешней изоляцией является воздух. Пробой газов протекает

Пробой в жидких диэлектриках Наличие примесей: вода, механические частицы, пузырьки газа определяют прочность жидкости. Пробой в чи

Пробой твёрдых диэлектриков 1. Чисто электрический пробой представляет собой непосредственное разрушение структуры диэлектрика силам

Неэлектрические свойства диэлектриков Электроизоляционные материалы в большей степени гигроскопичны, т.е. обладают способностью впитывать влагу

Диэлектрические материалы Классифицируются по агрегатным состояниям: газообразное, жидкое, твёрдое. Классифицируются по химиче

Жидкие диэлектрики Жидкие диэлектрики делятся на: 1. Растительные 2. Минеральные 3. Синтетические Растительн

Систематические жидкие диэлектрики Хлорированные углеводороды - получают из углеводородов путём замены атомов С атомами Cl. Совол ( ) - для п

Органические полимеры Высокомолекулярные подразделяются на: природные и синтетические. Полимеры делят на термопластичные и

Электроизоляционные лаки и компаунды Лаки - это каллойдные растворы смол, битумов, высыхающих масел в летучих растворителях. При сушке лаков

Основные свойства проводников Характеристики проводников: 1) Удельная проводимость. 2) Удельное сопротивление. 3) Коэффициен

Материалы высокой проводимости. Наиболее широкое применение получили Cu и Al. Медь. r =0.017 мкОм м, tплав=1085 , плотность 8.94 Мг/ Пр

Медные сплавы. Бронзы содержат небольшие количества олова Sn, кремния Si, фосфора P, бериллия Be, хрома Cr, магния Mg, кадмия Cd

Алюминий и его сплавы Алюминийобладает достаточно высокой проводимостью (ρ = 0,028 мкОм.м) и стойкостью к коррозии, кото

Алюминиевые сплавы. Альдрей 0.2-0.3 % Fe , 0.3-0.5% Mg, 0.4-0.7% Si обладает высокой механической прочностью. Благодаря особой механической

Сверхпроводники В 1911г. Нидерландский физик Х. Кармерлинг - Оннес обнаружил при исследовании поведения металлов при гелиевых

Криопроводники Криопроводимость – это достижение металлом очень малого значения сопротивления при криогенных температу

Различные материалы. W применяется в электровакуумной технике (нити ламп накаливания). Вследствие высокой температуры плавления

Сплавы высокого сопротивления для резисторов и нагревательных элементов. К сплавам с высоким сопротивлением относят сплавы с . При использовании этих сплавов для резисторов и элект

Сплавы для термопар. Термопары изготавливаются из следующих сплавов: Капель - 56%Cu, 44% Ni. Алюмель - 95% Ni, остальное Al,Si,Mg.

Контактные материалы Виды контактов: · Скользящие · Разрывные Материалы для разрывных контактов, применяемые для

Магнитные материалы. Магнетиками называются вещества обладающие магнитными свойствами. Под магнитными свойствами понимают спо

Магнитомягкие материалы. Используют: Fe(примеси ухудшают магнитные свойства). Для изготовления магнитопроводов постоянного магнитоп

Магнитные материалы специального назначения. 1.Сплавы имеющие незначительные изменения при изменении Н магнитного поля. К ним относятся: перминвар-2

Магнитотвердые материалы Используются для изготовления постоянных магнитов. У Магнитотвердых материалом µ меньше чем у магнит

Немагнитные материалы. 1.Лигированные мартенситные стали. Их легируют добавками Mo, Or. Невысокие магнитные свойства. 2

Полупроводниковые материалы. ρ= Ом см- широкий диапазон. Полупроводники обладают рядом свойств: а) в большом интервале темпер

allrefers.ru

Курсовая работа - Технология плавки и разливки магниевых сплавов

Министерство Российской Федерации по высшему

образованию

Волгоградский государственный технический университет

Кафедра '' Машины и Технология литейного производства''

Реферат

Тема: Технология плавки и разливки магниевых сплавов.

Выполнил:

Студент группы ЛМХ-533

Просин Д.А.

Проверил:

Ким.Г.П.

Волгоград 2000г.

1. ШИХТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Среди литейщиков, занятых изготовлением отливок из магние­вых сплавов, установилась следующая терминология, относящаяся к характеристике исходных шихтовых материалов и к сплаву, при­готовленному для заливки форм.

Первичным сплавом называются чушки готового сплава, выпускаемые металлургической, промышленностью.

Предварительным сплавом называются чушки готового сплава собственного производства, выплавляемые из первичных металлов с добавкой переплава литников, сплесков и других отходов.

Рабочим сплавом называется жидкий расплав, приготов­ленный для заливки форм.

Магниевые сплавы в значительной степени подвержены кор­розии. Особенно усиленно развивается коррозия на поверхности деталей из магниевых сплавов, если в отливки попадают хлориды магния: MgCl2+h3О→Mg(OH)2+2HCl; 2HC1 + Mg→MgCl2 + Н2. Поэтому шихтовые материалы, пораженные коррозией, по­крытые окислами и маслом, должны тщательно очищаться дробью. Можно применять химические способы очистки, но они более сложны, так как связаны с травлением, промывкой и сушкой.

Мелкие отходы и стружка магниевых сплавов, получающиеся после механической обработки, на некоторых предприятиях под­вергают переплавке, рафинированию и разливке в чушки, которые затем используют для приготовления предварительных и рабочих сплавов.

В литейных цехах, где применяется экспресс-анализ химиче­ского состава магниевых сплавов по ходу плавки, в составе ших­ты допускается применять до 60-80% возврата производства.

Расчет шихты при приготовлении наиболее распространенных литейных магниевых сплавов следует проводить с учетом реко­мендаций, приводимых в табл. 1.

Таблица 1. Рекомендуемый расчетный состав шихты для предварительных и рабочих сплавов на магниевой основе, предназначенных для фасонного литья

Для приготовления литейных магниевых сплавов применяются лигатуры следующего состава, %: алюминий-марганец, 8-12 марганца, остальное-алюминий; алюминий-магний-марганец, 20 магния, 10 марганца, остальное-алюминий; алюминий-бе­риллий, 2-3 бериллия, остальное-алюминий; алюминий-маг­ний — бериллий, 35 магния, 3 бериллия, остальное — алюминий; магний-марганец, 2-4 марганца, остальное-магний.

2. ФЛЮСЫ ДЛЯ ПЛАВКИ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Магний и его сплавы в расплавленном состоянии энергично реагируют с кислородом и поэтому загораются на воздухе. В свя­зи с этим при плавке необходимо применение специальных мер защиты расплавленного металла от контакта его с воздухом.

В промышленности нашел применение метод плавки под слоем флюсов. Различие в способах ведения плавки и разливки сплава по формам, естественно, требует и применения флюсов различного состава. Основное назначение флюсов заключается в образовании на поверхности жидкой ванны защитного покрова, изолирующего сплав от контакта с воздухом, и в удалениииз сплава окислов и нитридов, получившихся во время плавки.

Приведем классификацию флюсов, применяемых при плавке и разливке магниевых сплавов.

Единые (универсальные) флюсы используют на всех стадиях технологического процесса плавки магниевых сплавов.

Рафинирующие флюсы применяют во время рафиниро­вания магниевых сплавов в сочетании с покровными флюсами.

Покровные флюсы используют только после рафиниро­вания сплава во время выстаивания сплава в тигле и разливки его в формы в сочетании с рафинирующими флюсами.

Прочие флюсы для плавки магниевых сплавов, в состав которых входят элементы, активно взаимодействующие с уни­версальными флюсами (например, флюсы для сплавов магния а литием), используют их также при переплавке стружки.

Вспомогательные флюсы и соли, например карналлит, применяют для промывки ковшей и другого плавильного инстру­мента.

Флюсы должны обладать следующими общими свойствами:

1) иметь температуру плавления ниже температуры плавления сплава или чистого магния; 2) иметь достаточно высокие жидко-

Т а б л и ц а 2, Флюсы, применяемые при плавке и разливке магниевых сплавов

текучесть и поверхностное натяжение для того, чтобы поверх­ность сплава покрывалась сплошным слоем; 3) смачивать стенки тигля или подину печи; 4) хорошей рафинирующей способ­ностью, т. е. способностью легко удалять из расплава неметалли­ческие включения; 5) иметь плотность в расплавленном состоянии при температурах 700-800 °С несколько большую, чем плотность

сплава, чтобы обеспечить оседание частиц флюса, находящихся во взвешенном состоянии в сплаве; 6) не оказывать химического воздействия на магнии и другие составляющие магниевого сплава, а также на материал футеровки отражательных печей.

Химический состав и область применения наиболее распро­страненных флюсов для плавки и разливки магниевых сплавов приведены в табл.2.

20. ПРИМЕНЕНИЕ ЗАЩИТНЫХ СРЕД

Способ защиты магниевых сплавов с помощью флюсов отли­чается простотой и надежностью, но имеет ряд недостатков: флюс окисляется, комкуется и твердеет, пленка флюса нарушается и теряет свои защитные свойства. При зачерпывании сплава пленка флюса может попасть в отливку, что создает опасность флюсо­вой коррозии, в результате чего стойкость отливок снижается.

Выделяющийся хлор, пары и пыль от флюсов вызывают также коррозию литейного оборудования.

В последнее время появляется повышенный интерес к приме­нению газообразных сред для защиты от окисления и загорания расплава, т. е, к внедрению бесфлюсовой плавки магниевых сплавов.

Для создания защитной атмосферы на практике применяют. углекислый газ, аргон, сернистый ангидрид.

На рис. 1 приведена схема устройства для бесфлюсовой плавки магниевых сплавов с использованием порошкообразной серы, из которой при сгорании образуется сернистый ангидрид, На рис. 2 аналогичное устройство предусматривает возможность бесфлюсовой плавки магниевых сплавов путем защиты зеркала сплава непосредственно струёй сернистого ангидрида.

Наиболее действенным средством защиты является шестифто­ристая сера SF6 (элегаз) -тяжелый газ, неядовитый, без цвета и запаха, не горит и не поддерживает горения. Нетоксичность элегаза является существенным, преимуществом по сравнению с сер­нистым ангидридом,

Защитное действие элегаза основано на взаимодействии с расплавом, в результате чего образуется непроницаемая поверхностная пленка фторидов магния, обладающая способностью мгновенно восстанавливаться даже после многократного удаления.

3. ПЛАВКА МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Для плавки магниевых сплавов применяют тигельные печи с выемным или стационарным тиглем вместимостью 200-450 кгили отражательные печи большой вместимости. При этом после расплавления всей шихты сплав переливают в тигельные раздаточные печи, в которых производится его рафинирование.

В разогретый тигель или печь загружают небольшое количество размолотого флюса и около половины всего количества магния, поверхность которого также засыпается флюсом. Послерасплавления первой порции магния постепенно загружают осталь­ное количество магния. Затем, когда расплавится весь магний, в сплав при температуре 680-700 °С вводят предварительно мелко раздробленную лигатуру алюминий-марганец.

Марганец в магниевые сплавы вводят при температуре 850 °С в виде смеси металлического марганца или хлористого марганца О флюсом ВИЗ (см. табл. 2). Затем в тигель постепенно загружают возврат. В течение всего процесса плавки поверхность спла­ва должна быть покрыта слоем флюса ВИЗ.

Цинк присаживается в конце плавки при температуре рас­плава 700-720 °С. При той же температуре в сплав присажи­вается бериллий в виде лигатур магний — бериллий или марга­нец-алюминий-бериллий или в виде фторбериллата натрия NaBeF4. Лигатуры, содержащие бериллий, вводят в сплав до ра­финирования, а фторбериллат натрия — во время рафинирования.

Церий, являясь компонентом некоторых новых магниевых сплавов, входит в состав мишметалла, имеющего следующий со­став (%): 45-55 церия, до 20 лантана, 15 железа, остальное- редкоземельные элементы первой группы. При расчете шихты учитывают суммарное содержание всех редкоземельных элемен­тов. Мишметалл добавляют в расплав после рафинирования при помощи железного сетчатого стакана, погружаемого на глубину 70-100 мм от зеркала сплава.

Цирконий вводят в сплав в виде фторцирконата натрияNa2ZrFe при температуре 850-900 °С.

Если в магниевый сплав необходимо ввести значительное ко­личество циркония, как, например, в новый теплопрочный литейный сплав МЛ12, содержащий 4-5% Zn, 0,6-1,1% Zr, остальное- магний, приходится пользоваться так называемой шлак-лигатурой, Для приготовления шлак-лигатуры используют шихту следую­щего состава, %: 50 фторцирконата калия; 25 карналлита; 25 магния. Шлак-лигатуру приготавливают одновременно в двух тиг­лях. В одном тигле расплавляют карналлит и после прекраще­ния бурления при температуре 750-800 °С замешивают фторцирконат калия до получения однородной расплавленной массы. За­тем в эту смесь вливают расплавленный в другом тигле магний, нагретый до 680-750° С. Полученная шлак-лигатура содержит 25-50% циркония.

Заключительной стадией плавки любого магниевого сплава является обработка его в жидком состоянии с целью рафиниро­вания, а также модифицирования структуры. Рафинирование магниевого сплава проводят после введения всех легирующих доба­вок и доведения температуры расплава до 700-720 °С. Лишь в случае обработки магниевого сплава фторбериллатом натрия тем­пература нагрева сплава перед рафинированием повышается до 750-760 °С. Обычно рафинирование производят путем перемеши­вания сплава железной ложкой или шумовкой в течение 3-6 мин; при этом поверхность расплава посыпают размолотым флюсом ВИЗ. Перемешивание начинают с верхних слоев сплава, затем ложку постепенно опускают вниз, не доходя до дна при­мерно на 1/2 высоты тигля. Рафинирование считается законченным, когда поверхность сплава приобретает блестящий, зеркаль­ный вид. По окончании рафинирования с поверхности сплава счи­щают флюс, а зеркало сплава вновь покрывают ровным слоем свежей порции размолотого флюса ВИЗ. Затем магниевые сплавы, кроме сплавов МЛ4, МЛ5 и МЛ6, нагревают до 750-780 °С и вы­держивают при этой температуре в течение 10-15 мин.

Магниевые сплавы марок МЛ4, МЛ5 и МЛ6 перед разливкой подвергают модифицированию. После снятия с поверхности сплава загрязнений, образовавшихся при модифицировании, и после за­сыпки поверхности расплава свежей порцией флюса эти сплавы выдерживают, при этом температура понижается до 650-700 °С, затем производят заливку форм.

В ходе плавки тщательно наблюдают за состоянием поверхности жидкого сплава. Если сплав начинает гореть, его необходимо засыпать порошкообразным флюсом при помощи пневматического флюсораспылителя.

4. ДЕГАЗАЦИЯ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

В целях повышения коррозионной стойкости и механических свойств магниевых сплавов разработано несколько способов обра­ботки их в жидком состоянии, например способ последовательной обработки ванны жидкого сплава кальцием и гексахлорэтаном. Указанную обработку осуществляют по следующей технологии, Кальций в количестве 0,1% вводят в сплав после его рафиниро­вания при температуре 750 °С. Навеску кальция помещают в коло­кольчик, который погружают в сплав на 2/3 глубины тигля. Через 10 мин после введения кальция сплав обрабатывают гексахлор­этаном при температуре 750-780 °С. Навеску гексахлорэтана в количестве 0,07-0,1% от массы шихты заворачивают в алюми­ниевую фольгу или тонкую бумагу и помещают в колокольчик, который погружают также на 2/3 глубины тигля и затем переме­щают в нем. По окончании реакции с поверхности сплава сни­мают шлак, сплав покрывают слоем флюса в зависимости от того, какой применяют тигель — стационарный или выемный. Сплав в тигле подвергают кратковременному рафинированию в течение 1-1,5 мин (при вместимости тигля около 300 кг). После повтор­ного рафинирования сплав выдерживают в течение 15 мин, после чего он готов к разливке по формам.

Последовательная обработка магниевого сплава кальцием и гексахлорэтпиом повышает плотность отливок и позволяет резко улучшить их механические свойства.

Магниевые сплавы в процессе их плавки и разливки погло­щают самое большое количество водорода по сравнению с любым из ранее рассмотренных сплавов цветных металлов. Например, если в алюминиевых сплавах содержание водорода составляет 1-5 см3 на 100 г сплава, то в магниевых сплавах количество во­дорода может доходить до 20-30 см3 на 100 г сплава.

Исходя из представления о методах дегазации алюминиевых сплавов, следует предположить, что магниевые сплавы можно дегазировать теми же способами, что и алюминиевые.

В последнее время проведен ряд работ, которые позволили установить возможность рафинирования магниевых сплавов при помощи продувки их в расплавленном состоянии некоторыми га­зами. Наиболее проверенным способом дегазации магниевых сплавов оказался метод продувки через расплав инертных газов (гелия, аргона), а также химически активных газов: хлора и азота.

Дегазация инертным газом. Продувку сплава инертным газом проводят при температуре 740-750°С. Скорость продувки уста­навливается такой, чтобы привести к интенсивному перемешива­нию расплава без выплескивания сплава на стенки и борта печи. Время продувки для понижения содержания водорода в магние­вом сплаве (до 8-10 см3 на 100 г сплава) составляет 30 мин. Бо­лее продолжительная дегазация сплава приводит к некоторому укрупнению зерна в структуре материала отливок.

Дегазация азотом. Действие азота при дегазации магниевых сплавов аналогично действию инертного газа. Однако при прохо­ждении пузырьков азота через сплав происходит частичное взаи­модействие сплава с газом и образуется нитрид магния, что при­водит к некоторому загрязнению сплава неметаллическими вклю­чениями. Продувку магниевых сплавов азотом осуществляют при температуре 660-685 °С. Во время продувки сплава в этом интер­вале температур не происходит интенсивной химической реакции. При более высоких температурах (свыше 700 °С) идет активное образование нитрида магния. Продувку сплава в тигле вмести­мостью около 1 т производят в течение получаса через железную трубку диаметром 20 мм. При этом трубка должна находиться на расстоянии 150-200 мм от дна тигля. По окончании дегазации сплав переливают в раздаточные тигли, очищают зеркало сплава, после чего сплав подвергают рафинированию и модифицированию. Перед операцией модифицирования возможно проведение допол­нительной дегазации сплава при температуре 740-760 °С продув­кой хлора со скоростью, вызывающей небольшое перемешивание сплава. Продувку ведут в течение 3-5 мин при небольшом из­бытке хлора.

Дегазация хлором или смесью хлора с четыреххлористым уг­леродом. При прохождении пузырьков хлора через сплав хлор вступает в реакцию с магнием, образуя хлористый магний. Темпе­ратуру сплава при хлорировании поддерживают обычно в преде­лах 740-760 °С. Изменение скорости хлорирования в пределах 2,5-8 л/мин не оказывает заметного действия на размеры зерна

и механические свойства сплава, если количество пропускаемого хлора остается постоянным и не превышает 3% от массы сплава. Более высокий процент хлора приводит к укрупнению зерна в структуре отливок и к некоторому понижению механических свойств.

Иногда дегазация хлором совмещается с операцией модифицирования сплава. В этом случае через сплав продувают 1-1,5% (от массы плавки) хлора вместе с 0,25% четыреххлористого угле­рода. Температура сплава при таком способе 690-710 °С.

Дегазация магниевых сплавов с помощью хлора или смеси хлора с четыреххлористым углеродом имеет недостатки. Из них наиболее серьезным является то, что хлор токсичен (ядовит) и применение его связано с опасностью отравления работающих, так как при использовании хлора с четыреххлористым углеродом образуется некоторое количество фосгена, являющегося сильным отравляющим веществом.

5. МОДИФИЦИРОВАНИЕ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Модифицирование магниевых сплавов применяют с целью измельчения структуры и повышения механических свойств отли­вок. Сплавы марок МЛЗ, МЛ4, МЛ5 и МЛ6 модифицируют путем перегрева расплава, обработки хлорным железом, обработки углеродосодержащими материалами и другими способами.

Модифицирование путем перегрева. Сплав после рафинирования нагревают до 850 или 900 °С и выдерживают соответственно в течение 15-20 или 10-15 мин. Недостатками этого способа яв­ляются увеличение расхода топлива, повышение износа тиглей и окисляемости сплава, снижение производительности плавильных печей.

Модифицирование углекислым кальцием (мелом). Мел в виде сухого порошка или мрамор в виде мелкой крошки в количестве 0,5-0,6% от массы шихты заворачивают в пакет из тонкой бу­маги, помещают в колокольчик и вводят в сплав на половину вы­соты тигля. Температура сплава в процессе модифицирования. 760-780 °С. Процесс обработки продолжается 5-8 мин и ведется до прекращения выделения пузырей на поверхности сплава. Сплав выдерживают после модификации 10-40 мин.

Модифицирование магнезитом. Магнезит, измельченный в по­рошок, в количестве 0,3-0,4% от массы шихты заворачивают в бумажные пакеты и погружают в сплав колокольчиком в один или два приема. Модифицирование.продолжают 8-12 мин до прекращения выделения пузырей на поверхности сплава. Сплав вы­держивают 30-40 мин. Применяющийся в данном случае в каче­стве модификатора магнезит негигроскопичен, но не исключена возможность некоторого загрязнения магниевого сплава неметал­лическими включениями, имеющимися в магнезите. Модифициро­вание магнезитом проводят до рафинирования при температуре магниевого сплава 720- 730 °С,

6. РАЗЛИВКА МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Заливку форм магниевым сплавом ведут в большинстве слу­чаев при температуре 740-780 °С и лишь при крупных тонкостен­ных отливках температуру повышают до 800 °С, а в редких слу­чаях-до 810 °С. Дальнейшее повышение температуры не реко­мендуется из-за сильного окисления сплава.

Раздачу сплава из печи и заливку форм ведут следующим образом. По достижении нужной температуры сплава произво­дят подготовку разливочного ковша путем прогрева его докрасна в тигле с расплавленным флюсом ВИ2 (см. табл. 2). Затем флюс сливают через носок ковша и тщательно счищают со стенок ков­ша. В рабочем тигле с поверхности расплава металлической счи­щалкой или донной частью ковша флюс отводят, и при медлен­ном погружении ковша набирается сплав. Некоторое количество сплава (до 5%) сливается обратно в печь через носок ковша для того, чтобы удалить флюс, находящийся на носке. Наполненный ковш вынимают из ванны жидкого сплава и дают стечь флюсу с его наружных стенок. Чтобы избежать зачерпывания флюса при заборе сплава ковшом, следует вычерпывать не более 2/3 вме­стимости печи или тигля.

При заливке форм носок ковша должен находиться по воз­можности ближе к литниковой чаше или воронке, струя металла должна быть равномерной, а чаша или воронка стояка на протя­жении всего времени заливки должна быть заполненной. Для пре­дохранения от горения во время заливки струя магниевого сплава припыливается серным цветом или смесью серы и борной кис­лоты (1:1) из специального распылителя или мешочка из неплот­ной ткани. По окончании заливки в ковше должно оставаться не менее 10-15% сплава. Весь сплав из ковша нельзя выливать из-за возможного попадания флюса в литейную форму. Остатки сплава сливают в изложницу.

Список использованной литературы

1. Белоусов Н.Н. Плавка и разливка сплавов цветных металлов. — Л.: Машиностроение,1981.- 80с.

2. Липницкий А.М., Морозов И.В. Технология цветного литья. — Л.: Машгиз ,1986.- 224с.

3. Воздвиженский В.М. Литейные сплавы и технология их выплавки в машиностроении. — М.: Машиностроение ,1984.- 432с.

Продаю диплом по проектированию литейных цехов защищен на отлично

С чертежами цеха серийного производства сталелитейного цеха.

[email protected]

www.ronl.ru

Реферат - Технология плавки и разливки магниевых сплавов

Министерство Российской Федерации по высшему

образованию

Волгоградский государственный технический университет

Кафедра '' Машины и Технология литейного производства''

Реферат

Тема: Технология плавки и разливки магниевых сплавов.

Выполнил:

Студент группы ЛМХ-533

Просин Д.А.

Проверил:

Ким.Г.П.

Волгоград 2000г.

1. ШИХТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Среди литейщиков, занятых изготовлением отливок из магние­вых сплавов, установилась следующая терминология, относящаяся к характеристике исходных шихтовых материалов и к сплаву, при­готовленному для заливки форм.

Первичным сплавом называются чушки готового сплава, выпускаемые металлургической, промышленностью.

Предварительным сплавом называются чушки готового сплава собственного производства, выплавляемые из первичных металлов с добавкой переплава литников, сплесков и других отходов.

Рабочим сплавом называется жидкий расплав, приготов­ленный для заливки форм.

Магниевые сплавы в значительной степени подвержены кор­розии. Особенно усиленно развивается коррозия на поверхности деталей из магниевых сплавов, если в отливки попадают хлориды магния: MgCl2+h3О→Mg(OH)2+2HCl; 2HC1 + Mg→MgCl2 + Н2. Поэтому шихтовые материалы, пораженные коррозией, по­крытые окислами и маслом, должны тщательно очищаться дробью. Можно применять химические способы очистки, но они более сложны, так как связаны с травлением, промывкой и сушкой.

Мелкие отходы и стружка магниевых сплавов, получающиеся после механической обработки, на некоторых предприятиях под­вергают переплавке, рафинированию и разливке в чушки, которые затем используют для приготовления предварительных и рабочих сплавов.

В литейных цехах, где применяется экспресс-анализ химиче­ского состава магниевых сплавов по ходу плавки, в составе ших­ты допускается применять до 60-80% возврата производства.

Расчет шихты при приготовлении наиболее распространенных литейных магниевых сплавов следует проводить с учетом реко­мендаций, приводимых в табл. 1.

Таблица 1. Рекомендуемый расчетный состав шихты для предварительных и рабочих сплавов на магниевой основе, предназначенных для фасонного литья

Для приготовления литейных магниевых сплавов применяются лигатуры следующего состава, %: алюминий-марганец, 8-12 марганца, остальное-алюминий; алюминий-магний-марганец, 20 магния, 10 марганца, остальное-алюминий; алюминий-бе­риллий, 2-3 бериллия, остальное-алюминий; алюминий-маг­ний — бериллий, 35 магния, 3 бериллия, остальное — алюминий; магний-марганец, 2-4 марганца, остальное-магний.

2. ФЛЮСЫ ДЛЯ ПЛАВКИ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Магний и его сплавы в расплавленном состоянии энергично реагируют с кислородом и поэтому загораются на воздухе. В свя­зи с этим при плавке необходимо применение специальных мер защиты расплавленного металла от контакта его с воздухом.

В промышленности нашел применение метод плавки под слоем флюсов. Различие в способах ведения плавки и разливки сплава по формам, естественно, требует и применения флюсов различного состава. Основное назначение флюсов заключается в образовании на поверхности жидкой ванны защитного покрова, изолирующего сплав от контакта с воздухом, и в удалениииз сплава окислов и нитридов, получившихся во время плавки.

Приведем классификацию флюсов, применяемых при плавке и разливке магниевых сплавов.

Единые (универсальные) флюсы используют на всех стадиях технологического процесса плавки магниевых сплавов.

Рафинирующие флюсы применяют во время рафиниро­вания магниевых сплавов в сочетании с покровными флюсами.

Покровные флюсы используют только после рафиниро­вания сплава во время выстаивания сплава в тигле и разливки его в формы в сочетании с рафинирующими флюсами.

Прочие флюсы для плавки магниевых сплавов, в состав которых входят элементы, активно взаимодействующие с уни­версальными флюсами (например, флюсы для сплавов магния а литием), используют их также при переплавке стружки.

Вспомогательные флюсы и соли, например карналлит, применяют для промывки ковшей и другого плавильного инстру­мента.

Флюсы должны обладать следующими общими свойствами:

1) иметь температуру плавления ниже температуры плавления сплава или чистого магния; 2) иметь достаточно высокие жидко-

Т а б л и ц а 2, Флюсы, применяемые при плавке и разливке магниевых сплавов

текучесть и поверхностное натяжение для того, чтобы поверх­ность сплава покрывалась сплошным слоем; 3) смачивать стенки тигля или подину печи; 4) хорошей рафинирующей способ­ностью, т. е. способностью легко удалять из расплава неметалли­ческие включения; 5) иметь плотность в расплавленном состоянии при температурах 700-800 °С несколько большую, чем плотность

сплава, чтобы обеспечить оседание частиц флюса, находящихся во взвешенном состоянии в сплаве; 6) не оказывать химического воздействия на магнии и другие составляющие магниевого сплава, а также на материал футеровки отражательных печей.

Химический состав и область применения наиболее распро­страненных флюсов для плавки и разливки магниевых сплавов приведены в табл.2.

20. ПРИМЕНЕНИЕ ЗАЩИТНЫХ СРЕД

Способ защиты магниевых сплавов с помощью флюсов отли­чается простотой и надежностью, но имеет ряд недостатков: флюс окисляется, комкуется и твердеет, пленка флюса нарушается и теряет свои защитные свойства. При зачерпывании сплава пленка флюса может попасть в отливку, что создает опасность флюсо­вой коррозии, в результате чего стойкость отливок снижается.

Выделяющийся хлор, пары и пыль от флюсов вызывают также коррозию литейного оборудования.

В последнее время появляется повышенный интерес к приме­нению газообразных сред для защиты от окисления и загорания расплава, т. е, к внедрению бесфлюсовой плавки магниевых сплавов.

Для создания защитной атмосферы на практике применяют. углекислый газ, аргон, сернистый ангидрид.

На рис. 1 приведена схема устройства для бесфлюсовой плавки магниевых сплавов с использованием порошкообразной серы, из которой при сгорании образуется сернистый ангидрид, На рис. 2 аналогичное устройство предусматривает возможность бесфлюсовой плавки магниевых сплавов путем защиты зеркала сплава непосредственно струёй сернистого ангидрида.

Наиболее действенным средством защиты является шестифто­ристая сера SF6 (элегаз) -тяжелый газ, неядовитый, без цвета и запаха, не горит и не поддерживает горения. Нетоксичность элегаза является существенным, преимуществом по сравнению с сер­нистым ангидридом,

Защитное действие элегаза основано на взаимодействии с расплавом, в результате чего образуется непроницаемая поверхностная пленка фторидов магния, обладающая способностью мгновенно восстанавливаться даже после многократного удаления.

3. ПЛАВКА МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Для плавки магниевых сплавов применяют тигельные печи с выемным или стационарным тиглем вместимостью 200-450 кгили отражательные печи большой вместимости. При этом после расплавления всей шихты сплав переливают в тигельные раздаточные печи, в которых производится его рафинирование.

В разогретый тигель или печь загружают небольшое количество размолотого флюса и около половины всего количества магния, поверхность которого также засыпается флюсом. Послерасплавления первой порции магния постепенно загружают осталь­ное количество магния. Затем, когда расплавится весь магний, в сплав при температуре 680-700 °С вводят предварительно мелко раздробленную лигатуру алюминий-марганец.

Марганец в магниевые сплавы вводят при температуре 850 °С в виде смеси металлического марганца или хлористого марганца О флюсом ВИЗ (см. табл. 2). Затем в тигель постепенно загружают возврат. В течение всего процесса плавки поверхность спла­ва должна быть покрыта слоем флюса ВИЗ.

Цинк присаживается в конце плавки при температуре рас­плава 700-720 °С. При той же температуре в сплав присажи­вается бериллий в виде лигатур магний — бериллий или марга­нец-алюминий-бериллий или в виде фторбериллата натрия NaBeF4. Лигатуры, содержащие бериллий, вводят в сплав до ра­финирования, а фторбериллат натрия — во время рафинирования.

Церий, являясь компонентом некоторых новых магниевых сплавов, входит в состав мишметалла, имеющего следующий со­став (%): 45-55 церия, до 20 лантана, 15 железа, остальное- редкоземельные элементы первой группы. При расчете шихты учитывают суммарное содержание всех редкоземельных элемен­тов. Мишметалл добавляют в расплав после рафинирования при помощи железного сетчатого стакана, погружаемого на глубину 70-100 мм от зеркала сплава.

Цирконий вводят в сплав в виде фторцирконата натрияNa2ZrFe при температуре 850-900 °С.

Если в магниевый сплав необходимо ввести значительное ко­личество циркония, как, например, в новый теплопрочный литейный сплав МЛ12, содержащий 4-5% Zn, 0,6-1,1% Zr, остальное- магний, приходится пользоваться так называемой шлак-лигатурой, Для приготовления шлак-лигатуры используют шихту следую­щего состава, %: 50 фторцирконата калия; 25 карналлита; 25 магния. Шлак-лигатуру приготавливают одновременно в двух тиг­лях. В одном тигле расплавляют карналлит и после прекраще­ния бурления при температуре 750-800 °С замешивают фторцирконат калия до получения однородной расплавленной массы. За­тем в эту смесь вливают расплавленный в другом тигле магний, нагретый до 680-750° С. Полученная шлак-лигатура содержит 25-50% циркония.

Заключительной стадией плавки любого магниевого сплава является обработка его в жидком состоянии с целью рафиниро­вания, а также модифицирования структуры. Рафинирование магниевого сплава проводят после введения всех легирующих доба­вок и доведения температуры расплава до 700-720 °С. Лишь в случае обработки магниевого сплава фторбериллатом натрия тем­пература нагрева сплава перед рафинированием повышается до 750-760 °С. Обычно рафинирование производят путем перемеши­вания сплава железной ложкой или шумовкой в течение 3-6 мин; при этом поверхность расплава посыпают размолотым флюсом ВИЗ. Перемешивание начинают с верхних слоев сплава, затем ложку постепенно опускают вниз, не доходя до дна при­мерно на 1/2 высоты тигля. Рафинирование считается законченным, когда поверхность сплава приобретает блестящий, зеркаль­ный вид. По окончании рафинирования с поверхности сплава счи­щают флюс, а зеркало сплава вновь покрывают ровным слоем свежей порции размолотого флюса ВИЗ. Затем магниевые сплавы, кроме сплавов МЛ4, МЛ5 и МЛ6, нагревают до 750-780 °С и вы­держивают при этой температуре в течение 10-15 мин.

Магниевые сплавы марок МЛ4, МЛ5 и МЛ6 перед разливкой подвергают модифицированию. После снятия с поверхности сплава загрязнений, образовавшихся при модифицировании, и после за­сыпки поверхности расплава свежей порцией флюса эти сплавы выдерживают, при этом температура понижается до 650-700 °С, затем производят заливку форм.

В ходе плавки тщательно наблюдают за состоянием поверхности жидкого сплава. Если сплав начинает гореть, его необходимо засыпать порошкообразным флюсом при помощи пневматического флюсораспылителя.

4. ДЕГАЗАЦИЯ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

В целях повышения коррозионной стойкости и механических свойств магниевых сплавов разработано несколько способов обра­ботки их в жидком состоянии, например способ последовательной обработки ванны жидкого сплава кальцием и гексахлорэтаном. Указанную обработку осуществляют по следующей технологии, Кальций в количестве 0,1% вводят в сплав после его рафиниро­вания при температуре 750 °С. Навеску кальция помещают в коло­кольчик, который погружают в сплав на 2/3 глубины тигля. Через 10 мин после введения кальция сплав обрабатывают гексахлор­этаном при температуре 750-780 °С. Навеску гексахлорэтана в количестве 0,07-0,1% от массы шихты заворачивают в алюми­ниевую фольгу или тонкую бумагу и помещают в колокольчик, который погружают также на 2/3 глубины тигля и затем переме­щают в нем. По окончании реакции с поверхности сплава сни­мают шлак, сплав покрывают слоем флюса в зависимости от того, какой применяют тигель — стационарный или выемный. Сплав в тигле подвергают кратковременному рафинированию в течение 1-1,5 мин (при вместимости тигля около 300 кг). После повтор­ного рафинирования сплав выдерживают в течение 15 мин, после чего он готов к разливке по формам.

Последовательная обработка магниевого сплава кальцием и гексахлорэтпиом повышает плотность отливок и позволяет резко улучшить их механические свойства.

Магниевые сплавы в процессе их плавки и разливки погло­щают самое большое количество водорода по сравнению с любым из ранее рассмотренных сплавов цветных металлов. Например, если в алюминиевых сплавах содержание водорода составляет 1-5 см3 на 100 г сплава, то в магниевых сплавах количество во­дорода может доходить до 20-30 см3 на 100 г сплава.

Исходя из представления о методах дегазации алюминиевых сплавов, следует предположить, что магниевые сплавы можно дегазировать теми же способами, что и алюминиевые.

В последнее время проведен ряд работ, которые позволили установить возможность рафинирования магниевых сплавов при помощи продувки их в расплавленном состоянии некоторыми га­зами. Наиболее проверенным способом дегазации магниевых сплавов оказался метод продувки через расплав инертных газов (гелия, аргона), а также химически активных газов: хлора и азота.

Дегазация инертным газом. Продувку сплава инертным газом проводят при температуре 740-750°С. Скорость продувки уста­навливается такой, чтобы привести к интенсивному перемешива­нию расплава без выплескивания сплава на стенки и борта печи. Время продувки для понижения содержания водорода в магние­вом сплаве (до 8-10 см3 на 100 г сплава) составляет 30 мин. Бо­лее продолжительная дегазация сплава приводит к некоторому укрупнению зерна в структуре материала отливок.

Дегазация азотом. Действие азота при дегазации магниевых сплавов аналогично действию инертного газа. Однако при прохо­ждении пузырьков азота через сплав происходит частичное взаи­модействие сплава с газом и образуется нитрид магния, что при­водит к некоторому загрязнению сплава неметаллическими вклю­чениями. Продувку магниевых сплавов азотом осуществляют при температуре 660-685 °С. Во время продувки сплава в этом интер­вале температур не происходит интенсивной химической реакции. При более высоких температурах (свыше 700 °С) идет активное образование нитрида магния. Продувку сплава в тигле вмести­мостью около 1 т производят в течение получаса через железную трубку диаметром 20 мм. При этом трубка должна находиться на расстоянии 150-200 мм от дна тигля. По окончании дегазации сплав переливают в раздаточные тигли, очищают зеркало сплава, после чего сплав подвергают рафинированию и модифицированию. Перед операцией модифицирования возможно проведение допол­нительной дегазации сплава при температуре 740-760 °С продув­кой хлора со скоростью, вызывающей небольшое перемешивание сплава. Продувку ведут в течение 3-5 мин при небольшом из­бытке хлора.

Дегазация хлором или смесью хлора с четыреххлористым уг­леродом. При прохождении пузырьков хлора через сплав хлор вступает в реакцию с магнием, образуя хлористый магний. Темпе­ратуру сплава при хлорировании поддерживают обычно в преде­лах 740-760 °С. Изменение скорости хлорирования в пределах 2,5-8 л/мин не оказывает заметного действия на размеры зерна

и механические свойства сплава, если количество пропускаемого хлора остается постоянным и не превышает 3% от массы сплава. Более высокий процент хлора приводит к укрупнению зерна в структуре отливок и к некоторому понижению механических свойств.

Иногда дегазация хлором совмещается с операцией модифицирования сплава. В этом случае через сплав продувают 1-1,5% (от массы плавки) хлора вместе с 0,25% четыреххлористого угле­рода. Температура сплава при таком способе 690-710 °С.

Дегазация магниевых сплавов с помощью хлора или смеси хлора с четыреххлористым углеродом имеет недостатки. Из них наиболее серьезным является то, что хлор токсичен (ядовит) и применение его связано с опасностью отравления работающих, так как при использовании хлора с четыреххлористым углеродом образуется некоторое количество фосгена, являющегося сильным отравляющим веществом.

5. МОДИФИЦИРОВАНИЕ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Модифицирование магниевых сплавов применяют с целью измельчения структуры и повышения механических свойств отли­вок. Сплавы марок МЛЗ, МЛ4, МЛ5 и МЛ6 модифицируют путем перегрева расплава, обработки хлорным железом, обработки углеродосодержащими материалами и другими способами.

Модифицирование путем перегрева. Сплав после рафинирования нагревают до 850 или 900 °С и выдерживают соответственно в течение 15-20 или 10-15 мин. Недостатками этого способа яв­ляются увеличение расхода топлива, повышение износа тиглей и окисляемости сплава, снижение производительности плавильных печей.

Модифицирование углекислым кальцием (мелом). Мел в виде сухого порошка или мрамор в виде мелкой крошки в количестве 0,5-0,6% от массы шихты заворачивают в пакет из тонкой бу­маги, помещают в колокольчик и вводят в сплав на половину вы­соты тигля. Температура сплава в процессе модифицирования. 760-780 °С. Процесс обработки продолжается 5-8 мин и ведется до прекращения выделения пузырей на поверхности сплава. Сплав выдерживают после модификации 10-40 мин.

Модифицирование магнезитом. Магнезит, измельченный в по­рошок, в количестве 0,3-0,4% от массы шихты заворачивают в бумажные пакеты и погружают в сплав колокольчиком в один или два приема. Модифицирование.продолжают 8-12 мин до прекращения выделения пузырей на поверхности сплава. Сплав вы­держивают 30-40 мин. Применяющийся в данном случае в каче­стве модификатора магнезит негигроскопичен, но не исключена возможность некоторого загрязнения магниевого сплава неметал­лическими включениями, имеющимися в магнезите. Модифициро­вание магнезитом проводят до рафинирования при температуре магниевого сплава 720- 730 °С,

6. РАЗЛИВКА МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Заливку форм магниевым сплавом ведут в большинстве слу­чаев при температуре 740-780 °С и лишь при крупных тонкостен­ных отливках температуру повышают до 800 °С, а в редких слу­чаях-до 810 °С. Дальнейшее повышение температуры не реко­мендуется из-за сильного окисления сплава.

Раздачу сплава из печи и заливку форм ведут следующим образом. По достижении нужной температуры сплава произво­дят подготовку разливочного ковша путем прогрева его докрасна в тигле с расплавленным флюсом ВИ2 (см. табл. 2). Затем флюс сливают через носок ковша и тщательно счищают со стенок ков­ша. В рабочем тигле с поверхности расплава металлической счи­щалкой или донной частью ковша флюс отводят, и при медлен­ном погружении ковша набирается сплав. Некоторое количество сплава (до 5%) сливается обратно в печь через носок ковша для того, чтобы удалить флюс, находящийся на носке. Наполненный ковш вынимают из ванны жидкого сплава и дают стечь флюсу с его наружных стенок. Чтобы избежать зачерпывания флюса при заборе сплава ковшом, следует вычерпывать не более 2/3 вме­стимости печи или тигля.

При заливке форм носок ковша должен находиться по воз­можности ближе к литниковой чаше или воронке, струя металла должна быть равномерной, а чаша или воронка стояка на протя­жении всего времени заливки должна быть заполненной. Для пре­дохранения от горения во время заливки струя магниевого сплава припыливается серным цветом или смесью серы и борной кис­лоты (1:1) из специального распылителя или мешочка из неплот­ной ткани. По окончании заливки в ковше должно оставаться не менее 10-15% сплава. Весь сплав из ковша нельзя выливать из-за возможного попадания флюса в литейную форму. Остатки сплава сливают в изложницу.

Список использованной литературы

1. Белоусов Н.Н. Плавка и разливка сплавов цветных металлов. — Л.: Машиностроение,1981.- 80с.

2. Липницкий А.М., Морозов И.В. Технология цветного литья. — Л.: Машгиз ,1986.- 224с.

3. Воздвиженский В.М. Литейные сплавы и технология их выплавки в машиностроении. — М.: Машиностроение ,1984.- 432с.

Продаю диплом по проектированию литейных цехов защищен на отлично

С чертежами цеха серийного производства сталелитейного цеха.

[email protected]

www.ronl.ru

Магниевые сплавы: применение, классификация и свойства

Магниевые сплавы обладают целым рядом уникальных физико-химических свойств, главными из которых являются малая плотность и высокая прочность. Сочетание этих качеств в материалах с добавлением магния позволяет производить изделия и конструкции, обладающие высокими прочностными характеристиками и малым весом.

Характеристики магния

Промышленное производство и использование магния началось сравнительно недавно – всего около 100 лет назад. Этот металл имеет малую массу, так как обладает сравнительно низкой плотностью (1,74 г/смᶟ), хорошую устойчивость в воздухе, щелочах, газовых средах с содержанием фтора и в минеральных маслах.

Температура его плавления составляет 650 градусов. Он характеризуется высокой химической активностью вплоть до самопроизвольного возгорания на воздухе. Предел прочности чистого магния составляет 190 Мпа, модуль упругости – 4 500 Мпа, относительное удлинение – 18%. Металл отличается высокой демпфирующей способностью (эффективно поглощает упругие колебания), что обеспечивает ему отличную переносимость ударных нагрузок и снижение чувствительности к резонансным явлениям.

К числу прочих особенностей данного элемента относятся хорошая теплопроводность, низкая способность поглощать тепловые нейтроны и взаимодействовать с ядерным топливом. Благодаря совокупности этих свойств магний является идеальным материалом для создания герметичных оболочек высокотемпературных элементов ядерных реакторов.

Магний хорошо сплавляется с разными металлами и относится к числу сильных восстановителей, без которых невозможен процесс металлотермии.

В чистом виде он в основном применяется как легирующая добавка в сплавах с алюминием, титаном и некоторыми другими химическими элементами. В черной металлургии с помощью магния проводится глубокая десульфурация стали и чугуна, а также улучшаются свойства последнего посредством сфероидизации графита.

Магний и легирующие добавки

К числу наиболее распространенных легирующих добавок, применяемых в сплавах на основе магния, относятся такие элементы, как алюминий, марганец и цинк. Посредством алюминия улучшается структура, повышается жидкотекучесть и прочность материала. Введение цинка также позволяет получать более прочные сплавы с уменьшенным размером зерен. С помощью марганца или циркония увеличивается коррозионная стойкость магниевых сплавов.

Добавление цинка и циркония обеспечивает повышенную прочность и пластичность металлосмесей. А наличие определенных редкоземельных элементов, например, неодима, церия, иттрия и пр., способствует значительному увеличению жаропрочности и максимизации механических свойств магниевых сплавов.

Для создания сверхлегких материалов с плотностью от 1,3 до 1,6 г/мᶟ в сплавы вводится литий. Данная добавка позволяет уменьшить их массу вдвое по сравнению с алюминиевыми металлосмесями. При этом их показатели пластичности, текучести, упругости и технологичности выходят на более высокий уровень.

Классификация сплавов с магнием

Магниевые сплавы подразделяются по ряду критериев. Это:

• по способу обработки – на литейные и деформируемые;
• по степени чувствительности к термической обработке – на неупрочняемые и упрочняемые термообработкой;
• по свойствам и сферам применения – на сплавы жаропрочные, высокопрочные и общего назначения;
• по системе легирования – существует несколько групп неупрочняемых и упрочняемых термообработкой деформируемых магниевых сплавов.

Литейные сплавы

К этой группе относятся сплавы с добавлением магния, предназначенные для производства разнообразных деталей и элементов методом фасонного литья. Они обладают разными механическими свойствами, в зависимости от которых делятся на три класса:

• среднепрочные;
• высокопрочные;
• жаропрочные.

По химическому составу сплавы также подразделяются на три группы:

• алюминий + магний + цинк;
• магний + цинк + цирконий;
• магний + редкоземельные элементы + цирконий.

Литейные свойства сплавов

Наилучшими литейными свойствами среди продуктов этих трех групп обладают алюминий-магниевые сплавы. Они относятся к классу высокопрочных материалов (до 220 МПа), поэтому являются оптимальным вариантом для изготовления деталей двигателей самолетов, автомобилей и другой техники, работающей в условиях механических и температурных нагрузок.

Для повышения прочностных характеристик алюминиево-магниевые сплавы легируют и другими элементами. А вот присутствие примесей железа и меди нежелательно, так как эти элементы оказывают отрицательное влияние на свариваемость и коррозионную стойкость сплавов.

Литейные магниевые сплавы приготавливаются в различных типах плавильных печей: в отражательных, в тигельных с газовым, нефтяным либо электрическим нагревом или в тигельных индукционных установках.

Для предотвращения горения в процессе плавки и при литье используются специальные флюсы и присадки. Отливки получают путем литья в песчаные, гипсовые и оболочковые формы, под давлением и с использованием выплавляемых моделей.

Деформируемые сплавы

По сравнению с литейными, деформируемые магниевые сплавы отличаются большей прочностью, пластичностью и вязкостью. Они используются для производства заготовок методами прокатки, прессования и штамповки. В качестве термической обработки изделий применяется закалка при температуре 350-410 градусов с последующим произвольным охлаждением без старения.

При нагреве пластические свойства таких материалов возрастают, поэтому обработка магниевых сплавов осуществляется посредством давления и при высоких температурах. Штамповка выполняется при 280-480 градусах под прессами посредством закрытых штампов. При холодной прокатке проводятся частые промежуточные рекристаллизационные отжиги.

При сварке магниевых сплавов прочность шва изделия может быть снижена на отрезках, где выполнялась подварка, из-за чувствительности таких материалов к перегреву.

Сферы применения сплавов с добавления магния

Посредством методов литья, деформации и термической обработки сплавов изготавливаются различные полуфабрикаты – слитки, плиты, профили, листы, поковки и т.д. Эти заготовки используются для производства элементов и деталей современных технических устройств, где приоритетную роль играет весовая эффективность конструкций (сниженная масса) при сохранении их прочностных характеристик. По сравнению с алюминием магний легче в 1,5 раза, а со сталью – в 4,5.

В настоящее время применение магниевых сплавов широко практикуется в авиакосмической, автомобилестроительной, военной и прочих отраслях, где их высокая стоимость (некоторые марки содержат в своем составе достаточно дорогостоящие легирующие элементы) оправдывается с экономической точки зрения возможностью создания более долговечной, быстрой, мощной и безопасной техники, которая сможет эффективно работать в экстремальных условиях, в том числе и при воздействии высоких температур.

Благодаря высокому электрическому потенциалу эти сплавы являются оптимальным материалом для создания протекторов, обеспечивающих электрохимическую защиту стальных конструкций, например, деталей автомобилей, подземных сооружений, нефтяных платформ, морских судов и т.д., от коррозионных процессов, происходящих под воздействием влаги, пресной и морской воды.

Нашли применение сплавы с добавлением магния и в разных радиотехнических системах, где из них изготавливают звукопроводы ультразвуковых линий для задержки электросигналов.

Заключение

Современная промышленность предъявляет все более высокие требования к материалам в отношении их прочности, износостойкости, коррозионной стойкости и технологичности. Использование магниевых сплавов относится к числу наиболее перспективных направлений, поэтому исследования, связанные с поиском новых свойств магния и возможностей его применения, не прекращаются.

В настоящее время использование сплавов на основе магния при создании разнообразных деталей и конструкций позволяет достичь снижения их веса практически на 30% и увеличить предел прочности до 300 Мпа, но, как считают ученые, это далеко не предел для этого уникального металла.

fb.ru

Литейные сплавы — реферат

     Ликвация

     Ликвация  — неоднородность химического состава  литейного сплава в различных  частях отливки, возникающая при  ее затвердевании, из-за различной растворимости отдельных компонентов сплава в его жидкой и твердой фазах. Различают дендритную и зональную ликвацию. Дендритная ликвация — это химическая неоднородность, проявляющаяся в пределах одного дендрита — кристалла древовидной (ветвистой) формы. Причиной ее является так называемая избирательная кристаллизация, вследствие которой оси дендритов, растущие первыми, содержат меньше примесей, а затвердевающая позже между осями часть расплава обогащается этими примесями, что и приводит к неоднородности химического состава в различных частях каждого дендрита.

       Зональная ликвация — химическая  неоднородность в отдельных объемах  отливки, т. е. различие химического  состава в разных ее частях, возникающая в результате как  избирательной кристаллизации, так  и процессов перемещения ликвирующих элементов вместе с жидкой фазой из одной части отливки в другую при ее затвердевании. Так, более тяжелые примеси могут концентрироваться в нижней, а более легкие — в верхней частях отливки (ликвация по плотности), легкоплавкие компоненты литейных сплавов, затвердевающие в последнюю очередь (при более низких температурах), оттесняются в среднюю часть стенки отливки, что приводит к образованию разновидности зональной ликвации — осевой ликвации. Эта ликвация называется также прямой, в отличие от обратной, при которой в центральной части тела отливки содержатся более тугоплавкие компоненты, а легкоплавкие при кристаллизации вытесняются на ее поверхность.

       Ликвация приводит к неоднородности  механических и других эксплуатационных  свойств литых деталей, вызывает их преждевременный износ и разрушение. Дендритную ликвацию в большинстве случаев удается устранить термической обработкой отливок, при которой за счет диффузионных процессов происходит выравнивание химического состава в пределах каждого кристалла (дендрита). Однако устранить образовавшуюся в отливке зональную ликвацию практически невозможно, поэтому стремятся предупреждать ее образование, создавая технологичные конструкции отливок, с равномерной толщиной стенок и без массивных узлов, вводя в сплавы добавки, уменьшающие ликвацию, применяя ускоренное охлаждение отливок.  

     4. Основные литейные сплавы

     1. Чугун (см. все записи с тегом  чугуны) является наиболее распространенным  материалом для получения фасонных  отливок. Чугунные отливки составляют около 80 % всех отливок.

     Широкое распространение чугун получил  благодаря хорошим технологическим  свойствам и относительной дешевизне. Из серого чугуна получают самые дешевые  отливки (в 1,5 раза дешевле, чем стальные, в несколько раз – чем из цветных металлов). Область применения чугунов расширяется вследствие непрерывного повышения его прочностных и технологических характеристик. Используют серые, высокопрочные, ковкие и легированные чугуны.

     2. Сталь (см. все записи с тегом  стали и сплавы) как литейный материал применяют для получения отливок деталей, которые наряду с высокой прочностью должны обладать хорошими пластическими свойствами. Чем ответственнее машина, тем более значительна доля стальных отливок, идущих на ее изготовление. Стальное литье составляет: в тепловозах – 40…50% от массы машины; в энергетическом и тяжелом машиностроении (колеса гидравлических турбин с массой 85 тонн, иногда несколько сотен тонн) – до 60%. Стальные отливки после соответствующей термической обработки не уступают по механическим свойствам поковкам.

     Используются: углеродистые стали 15Л…55Л; легированные стали 25ГСЛ, 30ХГСЛ, 110Г13Л; нержавеющие  стали 10Х13Л, 12Х18Н9ТЛ и др.

     Среди литейных материалов из сплавов цветных  металлов широкое применение нашли  медные и алюминиевые сплавы:

     1. Медные сплавы – бронзы и  латуни.

     Латуни  – наиболее распространенные медные сплавы. Для изготовления различной  аппаратуры для морских судостроения, работающей при температуре 300о С, втулок и сепараторов подшипников, нажимных винтов и гаек прокатных станов, червячных винтов применяют сложнолегированные латуни. Обладают хорошей износостойкостью, антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью.

     Из  оловянных бронз (БрО3Ц7С5Н1) изготавливают  арматуру, шестерни, подшипники, втулки.

     Безоловянные  бронзы по некоторым свойствам превосходят оловянные. Они обладают более высокими механическими свойствами, антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью. Однако литейные свойства их хуже. Применяют для изготовления гребных винтов крупных судов, тяжело нагруженных шестерен и зубчатых колес, корпусов насосов, деталей химической и пищевой промышленности.

     2. Алюминиевые сплавы. Отливки из  алюминиевых сплавов составляют  около 70% цветного литья. Они  обладают высокой удельной прочностью, высокими литейными свойствами, коррозионной стойкостью в атмосферных условиях.

     Наиболее  высокими литейными свойствами обладают сплавы системы алюминий – кремний (Al-Si) – силумины АЛ2, АЛ9. Они широко применяются в машиностроении, автомобильной  и авиационной промышленности, электротехнической промышленности (см. Электротехника).

     Также используются сплавы систем: алюминий – медь, алюминий – медь – кремний, алюминий – магний.

     3. Магниевые сплавы обладают высокими  механическими свойствами, но их  литейные свойства невысоки. Сплавы системы магний–алюминий–цинк–марганец применяют в приборостроении, в авиационной промышленности, в текстильном машиностроении.      

     Список  используемой литературы

1. Литейное  производство / А.М. Михайлов [и др.]. – М.: Машиностроение, 1987. – 256 с.
2. Материаловедение и технология конструкционных материалов / В.Б.Арзамасов [и др.]; под ред. В.Б.Арзамасова, А.А. Черепахина. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 404 с.
3. Материаловедение и технология металлов. / Г.П.Фетисов   [и др.]; под ред. Г.П. Фетисова. – М.: Высш. шк., 2002. – 638  с.
4. Рыбкин В.А. Контроль  материалов  и  работ в литейном производстве / В.А. Рыбкин. – М.: Машиностроение, 1980. – 128 с.
5. Технология конструкционных материалов /А.М.Дальский  [и др.];  под ред. А.М. Дальского,  – М.: Машиностроение, 1992. – 448 с.
6. Технология конструкционных материалов / А.Г. Схиртладзе [и др.]; –  Старый оскол: ООО «ТНТ»,2006. – 360 с.
7. Технология металлов и конструкционные материалы / Б.А. Кузьмин [и др.]/ – М.: Машиностроение,1989. – 493 с.
8. Технология металлов и материаловедение /Б.В. Кнорозов [и др.];    – М.:Металлургия, 1987. – 800 с.
9. Титов, Н.Д. Технология  литейного  производства / Н.Д. Титов, Ю.А. Степанов. – М.: Машиностроение, 1985. – 400 с.

turboreferat.ru

Реферат Классификация и производство отливок из хладостойкой стали. Отливки из магниевых сплавов

ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РЕФЕРАТ

Андреев А.

Селезнёв Е.Принял: Казакова Т.В.

ЛИПЕЦК – 2002ОТЛИВКИ ИЗ ХЛАДОСТОЙКОЙ СТАЛИ

     Развитие криогенной техники, бурное освоение сырьевой базы в районах Крайнего Севера и Дальнего Востока потребовали изготовления машин и различного оборудования, способного надежно и длительно работать при отрицательных температурах. Хладостойкость многих, в том числе и литейных конструкционных сталей недостаточна. Основной причиной, вызывающей снижение пластичности и сопротивления хрупкому разрушению в области отрицательных температур, является загрязненность сплава кислородом, серой, фосфором, рядом цветных металлов. С их присутствием связано образование различной формы неметаллических включений, снижение межкристаллической прочности.

     Многолетняя практика показала, что допустимые стандартом концентрации серы и фосфора (~0.05-0.04% каждого из элементов) являются чрезвычайно высокими. По данным Ю.А.Шульте, при уменьшении содержания серы в нелегированной и низколегированной конструкционных сталях от 0.04 до 0.01% ударная вязкость возрастает в 2 – 3 раза, снижается порог хладноломкости. Установлено, что наибольший рост пластичности и ударной вязкости достигается при содержании серы менее 0.01%. Следовательно, одним из направлений является глубокая десульфурация стали. Количество оксидных включений и их форма во многом определяются природой раскислителей и технологией проведения этой операциию Применение для окончательного раскисления силикокальция, силикобария, силицидов позволяет не только снизить общую загрязненность стали неметаллическими включениями, но и придать им более благоприятную округлую форму. Существенное значение имеет строение металлической основы. Мелкозернистая равноосная структура матрицы, получаемая в результате легирования и термической обработки, повышает хладостойкость стали.

     Особенностью хладостойких литейных сталей (ГОСТ 21357-75) является низкая допустимая концентрация серы и фосфора (до 0.02% каждого). Большую часть сталей легируют молибденом (0.1-0.3%) и ванадием (0.06-0.15%). Стандарт требует обрабатывать сталь при выплавке комплексными раскислителями. Литые детали из хладостойкой износостойкой стали эксплуатируют при температуре до –60ОС.

     В число сдаточных характеристик наряду с введена ударная вязкость при –60ОС. Не допускаются в отливках неметаллические включения пленочного типа.

     Как следует из изложенного выше, основные особенности производства хладостойких отливок заключаются в выплавке, модифицировании сплавов и термической обработке отливок. Каких-либо существенных изменений технологии изготовления форм и других процессов получения отливок не требуется.

     Типовыми представителями отливок из хладостойких сталей марок 27ХН2МФЛ, 35ХМФЛ и др. по ГОСТ 21357 являются звенья гусениц тракторов и экскаваторов, зубья ковшей, разрыхлители грунта, сварочно-литые конструкции больших сечений экскаваторов; изделия из этих сталей в основном применяются в горнорудной и горнометаллургической промышленности.

     В холодильной технике широко применяют сжиженные газы, в частности азот. Чтобы сохранить его в жидком состоянии, нужен ужасный мороз — почти 200 градусов ниже нуля. При такой температуре обычная сталь становится хрупкой, как стекло. Контейнеры для хранения жидкого азота делают из хладостойкой стали, но и она долгое время “страдала” одним существенным недостатком: сварные швы на ней имели низкую прочность. Устранить этот недостаток помог молибден. Прежде в состав присадочных материалов, применяемых при сварке, входил хром, который как оказалось, приводил к растрескиванию кромок шва. Исследования позволили установить. что молибден, наоборот, предотвращает образование трещин. После многочисленных опытов был найден оптимальный состав присадки: она должна содержать 20% молибдена. А сварные швы теперь так же легко переносят двухсотградусный мороз, как и сама сталь.

Фотографические структуры стали 40ХНМЛ   до и после обработки бескремниевыми комплексными лигатурами*

Дендритная структура стали 40ХНМЛ (х20)

До обработки                                   Обработано

Микроструктура стали 40ХНМЛ (х400)

                                До обработки                          Обработано

Неметаллические включения в стали 40ХНМЛ

                               До обработки                                Обработано

ОТЛИВКИ ИЗ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

     Для изготовления фасонных отливок используют три группы магниевых сплавов: сплавы магния с алюминием и цинком, сплавы магния с цинком и цирконием, сплавы магния, легированные редкоземельными металлами.

     Сплавы 1-й группы предназначены для производства высоко нагруженных отливок, работающих в атмосфере с большой влажностью. Для повышения коррозионной стойкости в сплавы вводят 0.1-0.5% марганца, а для снижения окисляемости 0.001-0.002% бериллия или 0.5-0.1% кальция. Сплавы этой группы относят к числу высокопрочных. Основным упрочнителем в них является алюминий, растворимость которого в магнии при эвтектической температуре составляет 17.4%, а при нормальной – 2.8%. Цинк также упрочняет магний, но менее эффективно, чем алюминий.

     Основными структурными составляющими сплавов этой группы являются первичные кристаллы aMg твердого раствора алюминия и цинка в магнии, фазы g(Mg17Al12), h(Mn, Al) и марганцевая фаза. Фаза g является упрочнителем сплавов при термической обработке.

     Сплавы 2-й группы также относят к числу высокопрочных. Они отличаются от магниевых сплавов других групп повышенными механическими свойствами и хорошей обрабатываемостью резанием. Легирование их лантаном улучшает литейные свойства, несколько повышает жаропрочность и свариваемость, но снижает прочность и пластичность при нормальной температуре. Эти сплавы обладают удовлетворительными литейными свойствами, имеют измельченные цирконием зерна, способны упросняться при термической обработке. Из них можно получать отливки с однородными свойствами в различных по толщине сечениях. Их используют для изготовления отливок, работающих при 200-250ОС и высоких нагрузках. Основными структурными составляющими являются твердый раствор цинка и циркония в магнии (aMg) и включения интерметаллидов Mg2Zn3 и ZrZn2, являющихся упрочнителями при термической обработке.

     Сплавы 3-й группы обладают высокой жаропрочностью и хорошей коррозионной стойкостью. Они предназначены для длительной работы при 250-350ОС и кратковременной при 400ОС. Эти сплавы имеют хорошие литейные свойства, высокую герметичность, малую склонность к образованию микрорыхлот и усадочных трещин, высокие и однородные механические свойства в сечениях различной толщины. Сплавы с редкоземельными элементами применяют для изготовления отливок, работающих под воздействием статических и усталостных нагрузок. 0сновными их структурными составляющими являются твердый раствор неодима и циркония в магнии и включения фаз Mg3Nd, Mg9Nd, Mg2Zr.

     Для изготовления отливок чаще используют сплавы первой группы.

Особенности плавки и литья.

     Плавка магниевых сплавов сопряжена с рядом трудностей, связанных прежде всего с их легкой окисляемостью. На поверхности магниевых расплавов, в отличие от алюминиевых, образуется рыхлая пленка оксида, не предохраняющая металл от дальнейшего окисления. При незначительном перегреве магниевые расплавы легко воспламеняются. В процессе плавки магний и его сплавы взаимодействуют с азотом, образуя нитриды, и интенсивно поглощают водород (до 30 см3 на 100 г расплава). Оксиды и нитриды, находясь во взвешенном состоянии, обусловливают снижение механических свойств сплава и образование микропористости в отливках.

     Для предотвращения интенсивного взаимодействия с печными газами плавку магниевых сплавов ведут под флюсами или в среде защитных газов. При плавке большей части магниевых сплавов применяют флюсы, основой которых является карналлит. Покровные флюсы для сплавов с редкоземельными элементами не должны содержать хлористый магний, так как он взаимодействует с РЗМ с образованием хлоридов, увеличивая их потери до 20%.

     Применение флюсов вызывает ряд нежелательных явлений. Попадание флюса в тело отливки приводит к образованию очагов интенсивной коррозии из-за их высокой гигроскопичности; существенно ухудшаются условия труда. Поэтому в настоящее время широко применяют безфлюсовую плавку, используя для защиты магниевых расплавов газовые смеси. В производственных условиях чаще всего используют смесь воздуха с 0.1% шестифтористой серы.

     В зависимости от масштаба производства и массы отливок применяют три способа плавки литейных магниевых сплавов: в стационарных тиглях, выемных тиглях и дуплекс-процессом (в индукционной печи-тигле).

bukvasha.ru

Смотрите также

• 
  Листериоз и беременность реферат
• 
  Лесные ресурсы беларуси реферат
• 
  Лекарственное растение облепиха реферат
• 
  Культура допетровской руси реферат
• 
  Компостирование органических отходов реферат
• 
  Классификация лесных товаров реферат
• 
  Классификация лесных пожаров реферат
• 
  История менеджмента реферат кратко
• 
  Значение мышечной релаксации реферат
• 
  Закон радиоактивного распада реферат
• 
  Евросоюз и украина реферат