Отклонения микроструктуры.
Отклонения микроструктуры сплавов, как правило, являются следствием отклонений в химическом составе и реже связаны с наличием газов и неметаллических включений, содержание которых зависит от качества применяемых шихтовых материалов и условий плавки.
Отбел является дефектом структуры отливок из серого чугуна. Он четко выявляется в изломе отливок в виде светлых участков на фоне более темных (от светло- до темно-серого цвета) участковхарактерных для серого чугуна Отбел обнаруживается и тонких частях отливок или около остроугольных кромок. Причина образования отбела — пониженное содержание углерода и кремния в чугуне или повышенное содержание карбидообразующих элементов: хрома, титана, марганца, ванадия, которые могут попасть в чугун из чушковых чугунов или легированного стального лома.
Образование отбела в тонких частях отливок при нормальном колебании содержания углерода, кремния и легирующих элементов в чугуне иногда является следствием того, что в литейных цехах один и тот же расплав используют для получения отливок различного сечения, требования к структуре которых одинаковы. При этом химический состав выбирают в расчете на среднее сече-пне, что усугубляет опасность получения отбела в наиболее тонких частях тонкостенных отливок.
Для предупреждения отбела чугун в ковше модифицируют добавками ферросилиция, силико-кальция, графита. Количество модификатора составляет 0,2—0,8% металла. Наиболее эффективно модифицирование температуре не ниже 1380—1420°С.
На образование отбела в особо тонкостенных отливках, например поршневых кольцах, влияет температура заливки. Снижение температуры заливки ниже 1400° С часто приводит к образованию отбела, так как при этом увеличивается скорость охлаждения чугуна.
При литье чугуна в металлические формы (кокили) часто возникает отбел, что связано с высокой скоростью охлаждения при кристаллизации сплава. Для предупреждения отбела полость металлических форм окрашивают теплоизолирующими красками н подогревают перед заливкой до температуры 500—600° С. Если невозможно стабилизировать температуру металлической формы перед заливкой, следует на стенки формы наносить теплоизолирующие покрытия большой толщины (от 2 до 10 мм).
Отсер является характерным дефектом отливок из белого чугуна и заключается в выделении в массивных частях отливок первичного графита в процессе кристаллизации расплава. Причина образования отсера в отливках белого чугуна — повышенное для отливок данного сечения содержание углерода и кремния. Если чугун модифицируют бором и алюминием, то одновременно для предупреждения образования отсера в массивных сечениях вводят 0,005—0,025% висмута. К дефектам структуры графита в отливках из серого чугуна относятся: грубые крупные пластинки графита и графит точечный, расположенный по границам зерен. Эти неблагоприятные формы графита резко ухудшают механические свойства и износостойкость (чугунные детали в основном работают на износ). Крупные пластинки графита снижают механические свойства чугуна и герметичность отливок.
Причиной появления крупных грубых пластинок графита в структуре серого чугуна, выплавленного в вагранке, чаще, всего является грубая структура графита в исходном чушковом чугуне. Выбор чушковых чугунов для получения ответственных отливок типа гильз, блоков, головок цилиндров двигателей и компрессоров должен производиться с учетом не только их химического состава, но и исходной структуры чушковых доменных чугунов. Точечный междендритный графит в отливках получается при высоких скоростях охлаждения чугуна в форме, например при литье в металлические формы.
При вводе магния его усвоение зависит от метода ввода. При этом следует учитывать, что усвоение магния существенно зависит от температуры расплава: чем она выше, тем меньше усвоение.
Ввод в чугун вместе с магнием или магниевой лигатурой 0,1% церия нейтрализует вредное действие перечисленных элементов.
Литье чугуна с поверхностным отбелом
Характерной особенностью отбеленного литья является наличие на поверхности и прилегающей к ней зоне отбеленного слоя той или иной глубины, в котором углерод почти, полностью находится в виде цементита. Эта структурная составляющая обеспечивает основное требование, предъявляемое к отбеленному литью. — сопротивление износу поверхности Но так как большинство деталей работают в условиях значительных ударных нагрузок и высоких температур, то они должны иметь и достаточную вязкость.
Для достижения этого необходимо, чтобы сердцевина отливки имела, перлитно-графитную структуру.
Переход от отбеленного поверхностного слоя к сердцевине должен быть плавным для того, чтобы предотвратить расслаивание отливки в процессе работы. Следовательно, структура отливки должна состоять из поверхностного отбеленного слоя (перлит-цементит) переходной зоны (перлит-цементит-графит) и сердцевины (перлит-графит).
Твердость отбеленного литья пропорциональна содержанию углерода, в чугуне.
Степень и глубина отбеленного слоя зависят от многих факторов производственного характера и в первую очередь от химического состава и структуры чугуна, условий его выплавки, степени перегрева, материала формы, окраски ее поверхности и т. п.
Из химических элементов, входящих в состав чугуна, наиболее важное значение имеют углерод и кремний.
Глубину отбела можно регулировать изменением содержания кремния, особенно в том случае, когда общее содержание углерода относительно невелико. Аналогичное, но более эффективное влияние на глубину закалки по сравнению с кремнием оказывает алюминий, однако добавка его резко снижает литейные свойства чугуна.
Что касается серы, то, уменьшая общую растворимость углерода в железе, она незначительно понижает степень отбела и, вместе с тем, как стабилизатор карбида резко увеличивает глубину отбела.
Гораздо более эффективно, просто и надежно применение теллура, увеличивая в большей степени, чем сера, глубину отбела, теллур уменьшает переходную зону и обеспечивает получение мягкой центральной зоны отливки. При этом теллур в противоположность сере не вызывает пороков на поверхности отливки даже при присадке его в металл перед самой заливкой.
Теллур присаживается в ковш в количестве 0,0003—0,0006% за 3-8 мин до заливки форм.
Фосфор повышает твердость отбеленного слоя, но при увеличении содержания фосфора глубина отбеленного слоя уменьшается.
Наибольший эффект по повышению твердости дает наряду с углеродом присадка 4,5% никеля. Отливки, полученные из таких чугунов. оправдали себя при холодной и горячей прокатке. Главнейшие достоинства их — большая продолжительность службы, незначительный износ, более высокая твердость, высокая глянцевитость изделий и малые потери на трение.
Кроме химического состава, на отбеливаемость, т. е. степень и глубину отбела значительное влияние оказывают также способ выплавки, род топлива и марки чугунов в шихтовке: древесноугольные чугуны нормальной выплавки придают расплаву наилучшую отбеливаемость; коксовые чугуны, наоборот — наихудшую отбеливаемость.
Металл для отбеленных отливок ранее выплавлялся почти исключительно а вагранке, а в последнее время для этой цели используются также и электропечи и печи индукционного нагрева. Химический состав и глубина отбела колеблются в широких пределах соответственно различным областям применения отливок.
Например прокатные валки с отбеленной поверхностью изготовляются двумя способами.
Первый способ состоит в том, что валок отливается с гладкой цилиндрической бочкой, а профиль ручья калибруется механическим способом. Такое, изготовление валка имеет существенные недостатки. Особенно при глубоких ручьях, так как часть этих ручьев попадает в переходный слой, увеличивать же глубину отбеленного слоя свыше 60 мм вообще не рекомендуется.
Второй способ производства высокостойких валков с отбеленными ручьями представляет из себя заливку в составной кокиль. Такой кокиль делается сборным из ряда свободно подвешенных колец для того, чтобы не препятствовать усадке валка. Подвеска колец и создание податливости формы достигают при помощи деревянных прокладок между ними. В промышленности нашли широкое применение двухслойные валки, состоящие из стальной или чугунной сердцевины и отбеленного поверхностного слоя.
Способы отливки двухслойных валков следующие.
Отливками с поверхностным отбелом являются таккже колесные пары вагонов.
Устранение внутренних напряжений в колесе достигается термической обработкой; отлитые колеса после выбивки из опок помещаются в томильные колодцы, предварительно разогретые до температуры 450—500°. На Уральском заводе установлен несколько иной процесс томления: колеса из выбивного отделения поступают в первичные колодцы (подогретые до температуры не свыше 450°, в зимнее время до 500—550°) при температуре 800°. После 2 час., когда температура выровняется, температура в колодце должна быть в пределах 740—760°. Через сутки колеса перегружаются во вторичные колодцы, причем температура колес при выходе из первичного колодца 500—550°; еще через сутки колеса перегружаются в третичные колодцы; затем колеса передаются на выдержку в течение суток.
В процессе томления снимаются внутренние напряжения, улучшается структура диска и распадается цементит.
Мелкие детали
Кроме валков и вагонных колес с отбеленной поверхностью, отливаются и другие детали, например шайбы для дисковых сошников, зерновых и зернотравяных сеялок. Высокая твердость (400—600) целого чугуна обеспечивает хорошее сопротивление износу рабочих поверхностей конусов при мягкой сердцевине с достаточной вязкостью и прочностью опорной поверхности шайбы, которая подвергается сверлению и клепке совместно с диском сошника. Заливка производится в безопочных формах с кокилями.
Чугунные кокили устанавливаются непосредственно в модели, благодаря чему достигаются соосность конусов и параллельность опорной поверхности шайбы с плоскостью пересечения конусов Кокили выдерживают 500—600 съемов, после чего возможна переточка для повторного использования.
Применение кокилей позволяет получать точные чистые отливки, имеющие более жесткие предельный отклонения размеров, чем по ГОСТ. Из отбеленного же низколегированного хромо-никелевого чугуна отливаются шары для цементной мельницы.
Твердость отлитых шаров колеблется в пределах 440—514. Отливка шаров производится на кокильной машине.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Отбеливание чугуна достигается применением соответствующего химического состава металла в сочетании с более быстрым охлаждением отливки валков по поверхности. При таком способе отливки рабочая поверхность ( бочка) валка при быстром остывании отбеливается на глубину отбела до 25 мм. В слое отбела отливки валков имеют структуру белого чугуна. Твердость отбеленной поверхности достигает 72 единиц по Шору. Другие части валка не подвержены быстрому остыванию и поэтому не подвергаются отбеливанию. Срок службы валков определяется износом отбеленного поверхностного слоя. [1]
Отбеливание чугуна достигается применением соответствующего химического состава металла в сочетании с более быстрым охлаждением отливки в требуемых местах с помощью кокилей или металлических форм. [2]
Для исключения отбеливания чугуна используются специальные электроды. [4]
Mg способствует отбеливанию чугуна и позволяет вести отжиг при более высоких температурах без образования пластинчатого графита и дает хорошо сформированные глобули графита. [6]
Это исключает опасность отбеливания чугуна и уменьшает возможность образования трещин. Пайку-сварку целесообразно применять при исправлении дефектов на уже обработанных поверхностях, где важно сохранить первоначальную форму изделия, нельзя использовать предварительный подогрев, а также в тонких сечениях, когда необходимо снизить опасность возникновения деформации. Этот способ позволяет получать соединения чугуна с чугуном и другими металлами, что упрощает конструкцию отливок. [11]
Литье чугуна с поверхностным отбелом
Характерной особенностью отбеленного литья является наличие на поверхности и прилегающей к ней зоне отбеленного слоя той или иной глубины, в котором углерод почти, полностью находится в виде цементита. Эта структурная составляющая обеспечивает основное требование, предъявляемое к отбеленному литью. — сопротивление износу поверхности Но так как большинство деталей работают в условиях значительных ударных нагрузок и высоких температур, то они должны иметь и достаточную вязкость.
Для достижения этого необходимо, чтобы сердцевина отливки имела, перлитно-графитную структуру.
Переход от отбеленного поверхностного слоя к сердцевине должен быть плавным для того, чтобы предотвратить расслаивание отливки в процессе работы. Следовательно, структура отливки должна состоять из поверхностного отбеленного слоя (перлит-цементит) переходной зоны (перлит-цементит-графит) и сердцевины (перлит-графит).
Твердость отбеленного литья пропорциональна содержанию углерода, в чугуне.
Степень и глубина отбеленного слоя зависят от многих факторов производственного характера и в первую очередь от химического состава и структуры чугуна, условий его выплавки, степени перегрева, материала формы, окраски ее поверхности и т. п.
Из химических элементов, входящих в состав чугуна, наиболее важное значение имеют углерод и кремний.
Глубину отбела можно регулировать изменением содержания кремния, особенно в том случае, когда общее содержание углерода относительно невелико. Аналогичное, но более эффективное влияние на глубину закалки по сравнению с кремнием оказывает алюминий, однако добавка его резко снижает литейные свойства чугуна.
Что касается серы, то, уменьшая общую растворимость углерода в железе, она незначительно понижает степень отбела и, вместе с тем, как стабилизатор карбида резко увеличивает глубину отбела.
Гораздо более эффективно, просто и надежно применение теллура, увеличивая в большей степени, чем сера, глубину отбела, теллур уменьшает переходную зону и обеспечивает получение мягкой центральной зоны отливки. При этом теллур в противоположность сере не вызывает пороков на поверхности отливки даже при присадке его в металл перед самой заливкой.
Теллур присаживается в ковш в количестве 0,0003—0,0006% за 3—8 мин до заливки форм.
Фосфор повышает твердость отбеленного слоя, но при увеличении содержания фосфора глубина отбеленного слоя уменьшается.
Наибольший эффект по повышению твердости дает наряду с углеродом присадка 4,5% никеля. Отливки, полученные из таких чугунов. оправдали себя при холодной и горячей прокатке. Главнейшие достоинства их — большая продолжительность службы, незначительный износ, более высокая твердость, высокая глянцевитость изделий и малые потери на трение.
Кроме химического состава, на отбеливаемость, т. е. степень и глубину отбела значительное влияние оказывают также способ выплавки, род топлива и марки чугунов в шихтовке: древесноугольные чугуны нормальной выплавки придают расплаву наилучшую отбеливаемость; коксовые чугуны, наоборот — наихудшую отбеливаемость.
Металл для отбеленных отливок ранее выплавлялся почти исключительно а вагранке, а в последнее время для этой цели используются также и электропечи и печи индукционного нагрева. Химический состав и глубина отбела колеблются в широких пределах соответственно различным областям применения отливок.
Например прокатные валки с отбеленной поверхностью изготовляются двумя способами.
Первый способ состоит в том, что валок отливается с гладкой цилиндрической бочкой, а профиль ручья калибруется механическим способом. Такое, изготовление валка имеет существенные недостатки. Особенно при глубоких ручьях, так как часть этих ручьев попадает в переходный слой, увеличивать же глубину отбеленного слоя свыше 60 мм вообще не рекомендуется.
Второй способ производства высокостойких валков с отбеленными ручьями представляет из себя заливку в составной кокиль. Такой кокиль делается сборным из ряда свободно подвешенных колец для того, чтобы не препятствовать усадке валка. Подвеска колец и создание податливости формы достигают при помощи деревянных прокладок между ними. В промышленности нашли широкое применение двухслойные валки, состоящие из стальной или чугунной сердцевины и отбеленного поверхностного слоя.
ОТБЕЛ
Эквивалент стандартизованного термина на немецком языке: Harte Steilen
Эквивалент стандартизованного термина на английском языке: Chill hard spots
Эквивалент стандартизованного термина на французском языке: Points durs
* Примечание: Недопустимые к применению термины-синонимы приводятся в ГОСТе в качестве справочных и обозначаются «Ндп».
Более развёрнутая информация по термину «Отбел» представлена на следующей странице>>
Полезное
Смотреть что такое «ОТБЕЛ» в других словарях:
отбел — сущ., кол во синонимов: 2 • отбеливание (10) • отбелка (8) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
отбел — Ндп. твердые места Дефект в виде твердых, трудно поддающихся механической обработке мест в различных частях отливки из серого чугуна, вызванных скоплением структурно свободного цемента. [ГОСТ 19200 80] Недопустимые, нерекомендуемые твердые места… … Справочник технического переводчика
Отбел — [chill] поверхностный слой отливки из серого или высокопрочного чугунов со структурой белого чугуна. Устраняется графитизированным отжигом … Энциклопедический словарь по металлургии
ОТБЕЛЁННЫЙ — ОТБЕЛЁННЫЙ, отбелённая, отбелённое; отбелён, отбелена, отбелено. прич. страд. прош. вр. от отбелить в 1 знач. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
отбелённый — отбелённый, ён, ена, ено, ены [не отбеленный] … Русское словесное ударение
отбелённый — отбелённый; кратк. форма ён, ен а … Русский орфографический словарь
отбелённый — и допустимо отбеленный … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке
отбелённый шеллак — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN bleached lac … Справочник технического переводчика
отбелённый — прич.; кр.ф. отбелён, отбелена/, лено/, лены/ … Орфографический словарь русского языка
