ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дефекты продукции и их обнаружение из "Методы и средства неразрушающего контроля качества" Технология изготовления металлических изделий. В процессе изготовления металлические изделия проходят технологический цикл, включающий следующие основные операции плавка, литье, обработка давлением, термическая и механическая обработки, соединение с другими деталями, например, путем сварки. [c.21] Чистые металлы в технике используют довольно редко, как правило, применяют сплавы металлов. В наиболее простом случае это бинарные сплавы, т. е. сплавы двух компонентов. Для объяснения превращений в сплавах нужно знать их диаграмму состояния, которая представляет изменение агрегатного состояния сплава я зависимости от его состава (откладывается по оси абсцисс) и температуры (откладывается по оси ординат). [c.21] Наиболее широко распространенный сплав железа с углеродом [7]. Углерод входит, как правило, в виде химического соединения с железом — цементита (РезС). Содержание углерода 6,67% соответствует 100 /о цементита. [c.21] Железо имеет две ал.тГотропические модификации низкотемпературную— а (до 91 ГС) и высокотемпературную — у сх-железо (феррит) имеет кристаллическую решетку в виде объемно-центрированного куба и практически не растворяет углерод. Оно обладает ферромагнитными свойствами при температурах ниже точки Кюри (786°С) а-железо при температуре выше этой точки иногда называют р-железом. [c.21] Если конструкционную сталь нагреть так, чтобы образовалось у-железо, а затем охладить с той или иной скоростью, произойдет изменение структуры — рекристаллизация. Такая термообработка называется высокотемпературной. При быстром охлаждении (закалка) структура получается мелкозернистой, а при медленном — крупнозернистая (отжиг). При отжиге также снимаются внутренние напряжения. [c.21] Для снятия внутренних напряжений, возникших в результате закалки, обработки давлением, сварки применяют не только отжиг, но и отпуск. Его проводят при температуре, более низкой, чем температура фазовых превращений, но обычно более высокой, чем температура рекристаллизации р. Абсолютную температуру рекристаллизации Гр вычисляют по формуле Тр==кТпл, где Гпл — абсолютная температура плавления металла, а к — коэффициент, равный обычно 0,3—0,4. [c.21] Для стали /р = 450°С, поэтому отпуск проводят при температурах 600— 700°С. Для алюминия р = 50 С, поэтому даже при комнатной температуре происходит медленное изменение структуры, стремящейся к равновесному состоянию (старение). Для свинца, олова меньше комнатной и в них внутренние напряжения немедленно снимаются. При горятей обработке давлением применяют абсолютные температуры в 1,5—2 раза выше Гр (для стали 800 -1300°С). В результате напряжения и нарушения структуры, возникающие при деформировании, быстро снимаются. Холодную обработку давлением ведут ниже температуры рекристаллизации, используя пластичность металлов и сплавов. [c.22] Сплав Железо — углерод с содержанием углерода больше 2,14% называют чугуном. Чугун отличается от стали лучшими литейными качествами, малой пластичностью, дешевизной, хорошо гасит вибрацию, слабо корродирует, поэтому в некоторых областях его применяют вместо стали. [c.22] В белом чугуне весь углерод связан в виде цементита. В изломе этот чугун белый обладает высокой твердостью и хрупкостью. Во всех других типах чугуна углерод существует в форме графита. Графит имеет кристаллическую решетку в форме слабо связанных слоев, он обладает низкой прочностью и пластичностью. [c.22] В зависимости от формы графитных включений различают серый чугун с пластинчатым графитом, ковкий чугун с хлопьевидным графитом (получают путем нагрева белого чугуна), высокопрочный чугун с включениями шаровидной формы. Его получают за счет введения добавок магния в жидкий металл. Прочностные свойства чугуна увеличиваются от серого к высокопрочному. [c.22] подобно железу, имеет две аллотропические модификации. В сплавах его с алюминием и такими металлами, как ванадий, молибден, ниобий, хром и другие, происходят превращения, похожие на те, которые описаны для стали. [c.22] Алюминий имеет одну кристаллическую структуру. В его сплавах с магнием, медью, марганцем, цинком и другими элементами упрочнение достигается путем быстрого охлаждения сплава. В результате избыточная фаза не успевает выделиться из эвтектического состава. В дальнейшем в связи с низкой температурой рекристаллизации алюминия фазовые превращения происходят в твердом состоянии. При этом изменяются механические свойства сплава. [c.22] С технологическими свойствами других материалов, в том числе неметаллических и композитных, можно ознакомиться по литературе [7]. [c.22] ЦИЮ внутренних полостей. Формы и изложницы делают разъемными для удобства извлечения слитка или отливки. Через литниковую систему в них заливают жидкий материал и обеспечивают возможность выхода образующихся газов и излишков материала. [c.23] Стальное литье. На рис. 1,5 схематически показана структура стального слитка, отлитого в изложницу. У холодной поверхности изложницы металл быстро охлаждается и образуется мелкозернистая корка 1. Далее идет зона столбчатых кристаллов 2. Замедленный коркой теплоотвод идет в направлении стенок изложницы и в этом же направлении растут столбчатые кристаллы. От ствола каждого кристалла растут веточки в тех местах, где случайно образовались бугорки. В результате каждый кристалл имеет древовидное (дендритное) строение. [c.23] В центре слитка образуется зона равноосных кристаллов 3. Здесь нет выраженного направления и имеется много центров кристаллизации в виде случайно попавших в жидкий металл тугоплавких составляющих и примесей. Эта часть слитка, как правило, обладает наименьшей прочностью. [c.23] Верхнюю часть изложницы утепляют, замедляя теплоотвод. В результате здесь металл застывает последним. При застывании объем металла уменьшается, из него выделяются газы. В результате этих причин в верхней части слитка образуется усадочная раковина 4. Аналогичным образом происходит застывание металла в формах которые отличаются от изложниц более сложной конфигурацией. Усадочную раковину стараются вывести в литниковую часть формы, подлежащую удалению. [c.23] Как уже говорилось, в отливке и слитке существуют усадочные раковины, вблизи их поверхности возникает усадочная рыхлота. Распространяясь в глубину слитка, рыхлота образует хвост . Поверхность раковины и рыхлого металла сильно окислена и при дальнейшей обработке давлением этот дефект не заваривается, поэтому часть слитка, содержащую раковину и рыхлоту, удаляют. Количество отрезаемого металла определяют чаще всего на основании имеющегося опыта изготовления подобных слитков. При этом для устранения раковины с запасом обрезают также часть здорового металла. Применение радиационного или ультразвукового контроля позволяет более точно определить местоположение усадочной раковины и избежать удаления излишков металла. Полноту удаления рыхлоты проверяют путем контроля места отрезки -методами поверхностей дефектоскопии (визуальными, магнитопорошковыми, капиллярными, вихретоковыми). [c.24] В отливках усадочную раковину вместе рыхлотой стремятся вывести в литниковую часть. Попадание их в основной металл отливки является дефектом, обнаруживаемым визуально, поверхностными или радиационным методами дефектоскопии. Дефект исправляют вырубкой части металла с последующей подваркой. Причиной попадания усадочной раковины или рыхлоты в металл отливки может быть недостаточное питание жидким металлом в процессе кристаллизации, неправильная конструкция литниковой системы. [c.24] Некоторые сорта металлов, например кипящую сталь, варят таким образом, чтобы расгворенные в металле газы выделялись не полностью. Это уменьшает размеры усадочной раковины, но приводит к образованию газовой пористости, рассеянной по всему объему литого металла. Поры объединяются иногда в более крупные газовые пузыри. Если поры и газовые пузыри в слитке имеют не-окисленную поверхность, то он заваривается в процессе обработки давлением, В высококачественной отливке поры и пузыри недопустимы, для их обнаружения применяют радиационные методы контроля. [c.24] Вернуться к основной статье