Контроль качества отливок

Лекция № 6

4. Включения

В тело отливки могут попадать различные металлические и неметаллические частицы и образовывать соответственно:

4.1. металлические включения;

4.2. неметаллические включения.

Шлаковые и песчаные раковины можно рассматривать как неметаллические включения.

4.3. Королек (разновидность металлического включения) – небольшой шарик металла (часть затвердевших брызг металла при неправильной заливке, попавший в отливку и не сплавившийся с расплавом).

4. Несоответствие по структуре.

Пороки структуры возникают, как правило, из-за неправильно выбранных химического состава сплава, режима термической обработки, условий охлаждения отливки.

Дефекты этой группы чаще образуются при затвердевании сложных отливок, имеющих тепловые узлы и тонкие стенки. Скорости охлаждения таких частей различны, что приводит к различию их структуры.

4.1. Отбел – твердые трудно поддающиеся механической обработке участки отливок из серого чугуна (СЧ) из-за образования цементита (белого чугуна) при высокой скорости охлаждения тонких частей отливок (стенки, ребра и т. п.).

4.2. Половинчатость – появление в структуре белого чугуна графитовых включений (т.е. структуры СЧ). Характерно для массивных узлов.

4.3. Флокен – разрыв в теле отливки из-за избыточного содержания водорода в стали и внутренних напряжений.

4.4. Ликвация – местное обогащение участков отливки одним или несколькими компонентами или примесями, т.е. неоднородность химического состава. Различают: дендритную, зональную и гравитационную ликвации.

Для ответственных отливок соответствие структуры может рассматриваться в более широких рамках. Регламентироваться могут: микро- и макроструктура. В микроструктуре в свою очередь: размер, форма и равномерность распределения структурных составляющих, соотношение фаз (например, Перлит и Феррит) и т.д.

5. Несоответствие по химическому составу

Во-первых, этот дефект является следствием; применения исходных шихтовых материалов с неизвестным хим. составом, неточного взвешивания компонентов шихты, перемешивания шихтовых материалов при хранении, неправильного, расчета шихты, нарушения технологии плавки. Устранение всех перечисленных дефектов позволит получить сплав нужного химического состава.

Во-вторых, неоднородность химического состава является результатом ликвационных процессов, особенно характерных для толстостенных отливок, когда в расплаве появляются сильно ликвирующие элементы. Одно из эффективных средств устранения ликвации – быстрая скорость кристаллизации отливки. Скорость обеспечивается максимально возможным снижением температуры заливки, применением внутренних холодильников.

Несоответствие структуры, как правило, приводит к несоответствию требований, касающихся механических, физических и химических свойств отливок. Для исправления структуры иногда достаточно повторной термической обработки отливок.

Для выявления внутренних дефектов используют разрушающие и неразрушающие методы контроля. В разрушающих методах дефекты наблюдают и измеряют непосредственно на изломах и разрезах контролируемого объекта. В неразрушающих методах используют проникающие поля и излучения, взаимодействующие с материалом контролируемого объекта. Внутренние дефекты, изменяя физические характеристики материала, будут тем самым изменять некоторые параметры прошедшего или отраженного излучения или поля. Преобразовывая прошедшую или отраженную часть излучения в видимые изображения или электрические сигналы, определяют вид дефекта, его размеры и месторасположение в объекте. Неразрушающие методы позволяют контролировать 100 % изделий, проводить автоматическую отбраковку негодных изделий, осуществлять контроль непосредственно в ходе технологического процесса.

Методы выявления внутренних дефектов:

  • разлом или разрезка заготовки;
  • оптическая интероскопия;
  • тепловизионная дефектоскопия;
  • радиоволновая дефектоскопия;
  • радиационные методы (g–, β– и рентгеновская дефектоскопия, нейтронная радиография);
  • промышленная рентгеновская вычислительная томография;
  • магнитная дефектоскопия;
  • вихретоковая дефектоскопия;
  • электрическая дефектоскопия;
  • ультразвуковая дефектоскопия и интероскопия

Сущность контроля заключается в просвечивании контролируемого объекта полями и излучениями различной природы; регистрации прошедших или отраженных сигналов; преобразовании сигналов в видимые изображения дефектов или электрические сигналы; определении вида дефекта, его размера и месторасположения в контролируемом объекте; записи результатов контроля на постоянный носитель (архивирование); разбраковке изделий; использовании результатов контроля для управления технологическими процессами изготовления изделий.

6. Несоответствие по механическим свойствам

Механические свойства отливок тесно связаны с химическим составом сплава и со структурой отливок. Механические свойства могут быть повышены путем термической обработки.

Несоответствие свойств может быть и следствием влияния литейных дефектов, особенно 3, 4, и 5 групп.

7. Несоответствие по технологическим свойствам

Так же обычно является вторичным явлением. т.е. следствием влияния других литейных дефектов или несоответствия по химическому составу.

К общим мероприятиям по борьбе с дефектами можно отнести:

• обеспечение технологической документацией;

• организацию контроля за исполнением технологии;

• изучение брака и принятие оперативных решений по предупреждению повторения выявленных дефектов;

• получение повседневной информации исполнителей технологического процесса о выявленных дефектах;

• разъяснение причин брака и др.

Основными средствами исправления дефектов отливок являются заварка, заделка эпоксидными композитами, пропитка герметизирующими материалами, а также установка различных пробок, заглушек, втулок. Заварка является наиболее надежным способом исправления дефектов. Заваркой устраняют раковины, незаливы, трещины и др.

ДЕФЕКТЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ.

Недогрев – получается в том случае, если сталь нагрета до температуры ниже критической. Например недогрев доэвтектоидной стали приводит к получению при закалке структуры мартенсит + феррит. Феррит, имеющий низкую твердость (НВ 80), находясь вместе с мартенситом, снижает общую твердость закаленной стали. Этот дефект можно исправить проведением закалки с правильной температуры нагрева.

Перегрев – получается в том случае, если сталь была нагрета до температуры намного выше критической или при заданной температуре дана очень большая выдержка. В доэвтектоидной стали в этом случае при ускоренном охлаждении в интервале критических точек Ar3 – Ar1 феррит, выделяющийся из зерен аустенита, приобретает форму пластин и получается так называемая видманштеттова структура. В результате перегрева образуется крупноигольчатая структура, у которой низкие механические свойства.

Пережог – получается, если сталь нагрета до температуры, близкой к температуре начала плавления. Пережог характеризуется оплавлением и окислением металла по границам зерна; поэтому сталь становится очень хрупкой. Это неисправимый брак.

Окисление и обезуглероживание стали при нагреве – это результат взаимодействия ее с газами, содержащимися в атмосфере печи (кислорода, водорода, углекислого газа). Окисление характеризуется образованием на поверхности детали окалины, а обезуглероживание – выгоранием углерода в поверхностных слоях детали с образованием структуры феррита. Окалина кроме потери металла приводит к неравномерной твердости деталей (пятнистой закалке) и вызывает необходимость дополнительной обработки, удорожающей стоимость производства деталей. В результате обезуглероживания резко снижаются твердость на поверхности детали и сопротивление усталости. Лучшим способом предохранения от окисления и обезуглероживания является нагрев в специальных печах с защитной (контролируемой) атмосферой.

Закалочные трещины – обычно образуются при слишком резком охлаждении или нагреве деталей. Для предотвращения закалочных трещин необходимы равномерный нагрев и равномерное охлаждение детали.

Коробление – возникает вследствие неравномерного охлаждения отдельных мест детали; при короблении изменяется внешняя форма детали. На коробление значительно влияет форма детали и способ погружения детали в охлаждающую среду. Для предотвращения коробления необходимо правильно выбирать режим закалки – температуру нагрева, скорость и способ охлаждения; применять закалку в закалочных машинах и штампах.

Дефектами литого металла, устраняющимися термической обработкой являются:

  1. Физическая неоднородность.
  2. Химическая неоднородность (ликвация) в легированной стали.
  3. Карбидная ликвация.
  1. Контроль качества отливок. Лекция № 1.
  2. Контроль качества отливок. Лекция № 2.
  3. Контроль качества отливок. Лекция № 3.
  4. Контроль качества отливок. Лекция № 4.
  5. Контроль качества отливок. Лекция № 5.
  6. Контроль качества отливок. Лекция № 7.
  7. Контроль качества отливок. Лекция № 8.
  8. Контроль качества отливок. Лекция № 9.
  9. Контроль качества отливок. Лекция № 10.
  10. Контроль качества отливок. Лекция № 11.
  11. Контроль качества отливок. Лекция № 12.

Смотрите, читайте также: ВзглядБаза вопросов для квиза.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *