Температурный интервал образования трещин.

Горячие трещины.

Обще понятие.

Нарушения сплошности отливок в виде надрывов, имеющих окисленную поверхность и прошедших по границам кристаллов, называют горячими трещинами.

Горячие трещины возникают в начальный период формирования отливки, когда ее механические свойства еще очень низки, резко неоднородны по сечению, а межкристаллические связи почти незаметны.

Особенно часто горячие трещины появляются на тонкостенных сложных отливках с переменным сечением, а также на крупных толстостенных, изготовляемых из углеродистой стали с содержанием 0,15 – 0,25 % углерода.

В настоящее время существует мнение, что наружные горячие трещины образуются при высоких температурах, прилегающих к линии солидуса.

Горячие трещины могут образоваться как внутри, так и на поверхности отливки. Всякие разрывы, в том числе и горячие трещины, есть результат каких –то усадок. В данном случае при формировании отливки происходит сокращение ее размеров, усадка и всякое сопротивление этому сокращению может вызвать остаточную деформацию (речь идет об усадке в пластическом интервале) или разрыв, т.е. горячую трещину. На появление горячих трещин решающее влияние оказывают величина усадки; степень красноломкости металла отливки и сопротивление усадке.

Температурный интервал образования трещин.

Чем больше усадка металла, тем вероятнее образование горячих, а при низких температурах и холодных трещин. Исследования последнего времени показывает, что наибольший коэффициент сжатия металлы и сплавы имеют при температурах, близких к температуре затвердевания

Рассмотрим кривую изменения коэффициента теплового расширения от температуры для кадмия (Т_пл = 321⁰)

С температуры 310⁰С начинается резкое увеличение коэффициента теплового расширения и при температуре 317 – 320⁰С его величина достигает максимальных значений. Исходя из этого положения, что вблизи температуры плавления вещество находится в особом кристалло-жидком состоянии. Г.М. Бартенев вывел формулу для построения теоретической кривой α – Т:

α _общ= α_н+ α_ан

α_н - нормальный коэффициент расширения.

α_ан - аномальный коэффициент расширения.

V₁ и V₂ – удельные объемы жидкой и твердой фазы.

m – среднее статистическое количество жидкой фазы вблизи температуры плавления для равновесного состояния.

М – масса системы

X=μ(φ₂- φ₁)KT

μ - постоянная

K – постоянная Больцмана.

где x=f(T)

тогда:

Таким образом выясняется, что причиной скачкообразного возрастания коэффициента α является образование (не доходя до точки плавления) некоторого количества жидкой фазы.

Так у монокристалла при температуре на 3⁰ ниже точки плавления количество жидкой фазы составляет около 1%.

Если разрыв скелета образующейся отливки в процессе затвердевания произошел слишком рано, когда имеется еще большой процент жидкого расплава и когда ячейки скелета с жидким металлом, имеют хорошее сообщение между собой, то разрыв будет залечен этим расплавом. При позднем возникновении трещин залечивание может не произойти и трещина останется.

Дата добавления: 2015-08-18