Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Объемная и линейная усадка






 

Уменьшение объема при охлаждении сплава называют объемной усадкой, а уменьшение линейных размеров – линейной усадкой. Различают объемную усадку в жидком и твердом состояниях, а также при затвердевании.

Зависимость объема залитого в форму сплава от температуры выражается формулой

,

 

где V 0 – объем полости формы, см3;

α Vж – коэффициент температурного расширения жидкого сплава, К–1.

Коэффициент α Vж зависит от природы и состава сплава. Пределы его изменения – от 0, 2·10–4 до 2 10–4 К–1.

Объемную усадку в жидком состоянии можно вычислить по формуле

.

 

Коэффициент объемной усадки в жидком состоянии равен

(2.1)

 

Относительная объемная усадка при затвердевании имеет порядок 2÷ 5 %, она вычисляется по формуле

.

 

При затвердевании сплавов происходит предусадочное расширение ε Vp, которое в ряде случаев может частично или полностью скомпенсировать усадку при затвердевании. Например, при затвердевании серого чугуна выделяется графит, имеющий значительно меньшую плотность, чем жидкий сплав. Это приводит к расширению объема, компенсирующему объемную усадку.

Объемная усадка в твердом состоянии характеризуется коэффициентом ;

, (2.2),

где Тк – температура в конце охлаждения отливки.

В железоуглеродистых сплавах относительная усадка в твердом состоянии равна

,

где ε Vт.д.п – доперлитная усадка;

ε Vт.п.п – послеперлитная усадка;

ε α – расширение при эвтектическом превращении.

 

Линейная усадка, характеризующая уменьшение размеров отливки, начинается при температуре Тy внутри интервала ликвидус–солидус, при которой сплав теряет свою подвижность как единое целое. Линейная относительная усадка вычисляется по формуле

.

Коэффициент линейной усадки α л зависит от температуры, однако в расчетах применяют некоторое усредненное значение, имеющее порядок 10-6. Для усадки в твердом состоянии справедлива зависимость α Vт =3 α л.

Относительная линейная усадка стержней составляет от 2 до 3%, для серого чугуна ε л =0, 6–0, 9%, для белого чугуна ε л =1, 5–1, 7%. У алюминиевых сплавов ε л находится в пределах от 0, 8 до 1, 5%.

Суммарная относительная объемная усадка равна

 

, (2.3)

где Vк – объем сплава при конечной температуре.

Суммарная относительная объемная усадка представляет собой алгебраическую сумму усадки в жидком состоянии, при затвердевании, пред-усадочного расширения и усадки в твердом состоянии

. (2.4)

 

Эту величину можно выразить формулой

,

где ρ ж и ρ т – плотность сплава в жидком и твердом состояниях.

Величина называется относительной линейной усадкой. , где ε тех – относительная усадка, вызванная изменениями размеров полости формы вследствие расталкивания модели перед извлечением ее из формы, а также в процессе сушки и отделки формы.

Рассмотренная выше величина ε л характеризует свободную, незатрудненную усадку и является физической характеристикой сплава. Однако в реальных условиях чаще всего мы имеем дело с затрудненной усадкой. Вследствие препятствий со стороны стержней и выступающих частей формы усадка реализуется не в полной мере. Кроме указанного механического торможения усадки имеет место термическое торможение усадки, вызванное неравномерным охлаждением отдельных частей отливки. Торможение усадки приводит к возникновению в отливке литейных напряжений. Отношение называется степенью торможения усадки.

 

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.