Раздел 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Определение влияния технологических параметров плавки на величину
усадочной пористости в тонкостенных фасонных отливках из высоколегированных
хромоникелевых сталей
Исследования проводили на трёх отливках-представителях, внешний вид которых
схематично представлен на рис. 2.1, где участки отливок, на которых наиболее
часто выявляют усадочную пористость методом рентгенографии, заштрихованы.
Величину усадочной пористости в отливках-представителях оценивали по площадям
стенок отливок (FРЫХ), на которых, по данным рентген-контроля, была обнаружена
усадочная пористость. Величину площадей усадочной пористости в тонких стенках
контролируемых отливок (FРЫХ) определяли методом планиметрирования на
негативах, полученных в результате проведения рентген-контроля на рентгеновском
аппарате, позволяющем выявлять дефекты в теле отливки с размерами, в
направлении просвечивания, более 1,5% от толщины контролируемой стенки
отливки.
Обработку данных о величине усадочной пористости по данным рентген-контроля
120…135 отливок (каждой из отливок-представителей) осуществляли методом
множественного корреляционно-регрессионного анализа.
Отливку-представитель “Пироклапан” (средняя толщина тонких стенок ~ 3,8 мм,
габаритные размеры отливки – до 220 мм) изготавливают из стали 10Х18Н9Л, путём
заливки на воздухе семислойной КО, заформованной и прокалённой в опорном
наполнителе (кварцевом песке).
Отливку-представитель “Патрубок-203” (средняя толщина тонких стенок ~ 4,0 мм,
габаритные размеры отливки – до 350 мм) изготавливают из стали 08Х14Н7МЛ, путём
заливки на воздухе шестнадцатислойной КО.
Отливку-представитель “Патрубок-325” (средняя толщина тонких стенок ~ 4,5 мм,
габаритные размеры отливки – до 370 мм) изготавливают из стали 09Х16Н4БЛ путём
заливки на воздухе шестнадцатислойной КО.
В число исследуемых параметров входили: содержание химических элементов в
стали; количество используемых компонентов шихты; продолжительность плавки в
печи ИСТ-0,16; порядковый номер плавки, проведенной в данном тигле; содержание
феррита (a-фазы) в структуре стали (для стали 08Х14Н7МЛ); абсолютная влажность
воздуха и величина атмосферного давления в плавильном отделении во время
плавки.
2.2. Определение влияния длительности выдержки форм до заливки на воздухе на
величину усадочной пористости в отливках
Исследования проводили на отливках “Патрубок-203”, для которых по секундомеру
регистрировали длительность нахождения (охлаждения) прокалённой КО на воздухе
до заливки (tОХЛ).
Началом охлаждения КО считали момент времени, когда КО извлекали из прокалочной
печи, за окончание охлаждения КО принимали момент времени, в который начинал
поступать расплав стали в КО.
Величину площадей усадочной пористости в тонких стенках отливок (FРЫХ)
определяли методом планиметрирования изображений данных дефектов на негативах,
полученных в результате проведения рентген-контроля отливок.
2.3. Определение максимально-допустимой скорости нагрева кварцевых оболочковых
форм в интервале температур от 500 до 6000С
Определение максимально-допустимой скорости нагрева КО осуществляли по
результатам анализа качества поверхности залитых блоков текущего производства
отливок на ГП ПО ЮМЗ. Критерий оценки целостности КО – отсутствие на
поверхности залитого блока (на поверхности отливок и элементах ЛПС)
металлических гребешков (“заливов”). Регистрируемый параметр процесса –
скорость нагрева КО (скорость повышения температуры в печи) при прокаливании в
интервале температур от 500 до 6000С.
2.4. Определение влияния способа формовки кварцевой оболочковой формы на её
нагрев и однородность её температурного поля
Для проведения исследований использовали десятислойную КО, схематично
изображённую на рис. 2.2. Регистрацию изменения температуры испытуемой КО
производили хромель-алюмелевыми термопарами в комплекте с потенциометром КСП-4.
Диаметр используемых термопар – 0,3 мм, диаметр рабочего спая – от 0,6 до 0,7
мм. Места установки термопар в теле КО отмечены числами 1…6 на рис. 2.2, а
схема установки термопар в стенке КО представлена на рис. 2.3. На рис. 2.2
термопара №6 (отмечена окружностью) установлена на внутренней стенке КО.
Испытуемые КО прокаливали незаформованными и заформованными в кварцевый песок,
упакованными в термостат с пенодиатомитовой футеровкой толщиной 25…27 мм.
Формовку в опорный наполнитель осуществляли таким образом, чтобы расстояние от
днища опоки и её боковых стенок до КО составляло 30…40 мм, а расстояние от
верхнего среза литниковой воронки КО до поверхности опорного наполнителя в
опоке составляло 20…25 мм. Нагрев и прокаливание форм при 955±150С осуществляли
в печи Н-75 по режиму принятому в литейном цехе.
Прокаливание термостатированной КО осуществляли по режиму:
– температура в печи при загрузке формы – 670±100С;
– выдержка формы при температуре 670±100С в течение 45…50 мин;
– повышение температуры в печи до 955±150С.
2.5. Исследование кинетики охлаждения кварцевой оболочковой формы на воздухе до
заливки
Исследования характера изменения температурного поля КО при её охлаждении на
воздухе до заливки проводили на КО отливки “Патрубок-203”. Схема блока отливки
“Патрубок-203” и места установки на нём термопар представлены на рис. 2.4.
Регистрацию изменения температуры испытуемой КО производили хромель-алюмелевыми
термопарами в комплекте с потенциометром КСП-4. Диаметр термопар – 0,3 мм,
диаметр рабочего спая – от 0,5 до 0,6 мм.
Для исследований, КО прокаливали в печи Н-45 при 950±100С в течение 2-х часов,
извлекали из печи и охлаждали на воздухе, регистрируя показания термопар.
2.6. Определение влияния материала футеровки терм
- Київ+380960830922