Анализ процесса взаимодействия сплава АЛ11 с газами

Применяется в том случае, если не образуется окисная плёнка на поверхности расплава. То в расплав вводят элемент имеющий большее сродство к кислороду и образующий защитную оксидную плёнку.

В результате происходит выборочное окисление расплава и на поверхности образуется защитная плёнка на основе легирующего элемента.

1.6 Предложить теоретически обоснованный метод рафинирования (при н

еобходимости раскисления) сплава перед заливкой

Поскольку при адсорбции водород с Al2O3 образует комплекс, все методы рафинирования направлены на удаления из расплава одновременно и водорода и Al2O3.

Эффективная очистка сплава от водорода приводит к очистке его и от окисных плен, и наоборот.

2. Анализ процессов формирования кристаллического строения отливки

2.1 Дать описание структуры сплава отливки в литом и термообработанном состоянии

Структура состоит из твердого раствора кремния в алюминии и эвтектики. Благодаря большому количеству эвтектики силумины отличаются высокими литейными свойствами, а отливки - большой плотностью и герметичностью.

Отличительной особенностью структуры силуминов является игольчатое строение эвтектики у немодифицированных сплавов. Обладая высокой хрупкостью, кремний игольчатой формы способствует зарождению и распространению трещин, из-за чего прочностные свойства сплавов с такой структурой низкие.

2.2 Описать возможные изменения структуры сплава вследствие развития внутрикристаллической ликвации

Ликвация – неравномерное распределение одного или нескольких компонентов среди других компонентов сплава, вызванное медленно протекающим процессом выравнивающей диффузии. Внутри- кристаллическая ликвация (ВКЛ) возникает только при кристаллизации сплава в интервале температур с образованием твердого раствора.

При возможном развитии внутрикристаллической ликвации будет наблюдаться неравномерное распределение легирующих элементов по сечению растущего кристалла, оно будет изменяться от минимума у центра кристалла до максимума на его границе.

Сплав АЛ11имеет интервал кристаллизации 92Со. Следовательно вероятность образования внутрикристаллической ликвации в этом сплаве довольно высока.

При возможном развитии внутрикристаллической ликвации будет наблюдаться неравномерное распределение легирующих элементов по сечению растущего кристалла, оно будет изменяться от минимума у центра кристалла до максимума на его границе. Таким образом, в данном сплаве по границам зерна основного металла (алюминий) возможно выделение фаз кремния и цинка.

2.3 Используя справочные материалы определить гарантируемые значения основных механических свойств отливки в литом состоянии и после термической обработки по стандартным режимам. Объяснить влияние термической обработки на структуру и механические свойства сплава

Сплавы с высоким содержанием Zn (свыше 3%) систем Al-Si-Zn (АЛ11) имеют повышенную плотность и пониженную коррозионную стойкость, но обладают хорошими литейными свойствами и могут применяться без термической обработки.

Т2 - отжиг

Механические свойства алюминиевых сплавов

П- в песчаную форму, О- в оболочковою форму, В- по выплавляемы моделям

2.4 Предложить теоретически обоснованный метод и технологию модифицирования сплава

Модифицирование - направленное воздействие на процесс кристаллизации при литье слитков или отливок с целью изменения структуры введением небольших добавок — модификаторов. Положительное влияние модифицирования на технологические и эксплуатационные св-ва металла обусловлено главным образом следующими структурными изменениями: измельчением зерен и дендритной структуры. Максимальный эффект достигается при введении модификаторов в расплав непосредственно перед кристаллизацией. Модификационное действие добавок на кристаллизующийся расплав может быть существенно, усилено мощным ультразвуком, электромагнитными полями, предварительной термической обработкой расплава. При модифицировании увеличение присадки модификатора либо невозможно, либо неэффективно, либо вредно (перемодифицирование). Поэтому рекомендуемый объем модификатора это 0.05-0.15% от массы расплава.

Метод модифицирования

На поверхность расплава ровным слоем насыпаем флюс, Выдерживаем 10-15 минут, остатки флюса замешиваем в глубь ванны в течении 1-2 минут. Затем даем сплаву 5-7 минут на выстаивание, снимаем шлак и заливаем в формы.

Модифицирование твёрдого раствора ALZn проводится путём введения Ti который создаёт дополнительные центры кристаллизации в следствии чего измельчается структура сплава. Модифицирование эвтектики ALSi проводится натрием который обволакивает кристаллы тем самым сглаживая игольчатую структуру кристалла

2.5 Сформулировать теоретически обоснованные мероприятия, направленные на устранение в теле отливки зон со столбчатой структурой

При затвердевании отливки при наличии перепада температур по сечению отливки образуется фронт кристаллизации и образуются вытянутые в сторону жидкой фазы столбчатые кристаллы. Если перепад температур в конце кристаллизации приблизительно равен нулю, то создаются условия для спонтанного образования центров кристаллизации из которых растут равноосные кристаллы.

Температурный перепад можно уменьшить при:

1)Уменьшение коэффициента тепловой аккумуляции формы:- применение менее теплоёмкого материала

2)Уменьшение температуры заливки металла

3)Уменьшения температуропроводности формы:- путем нанесения специальных теплоизоляционных красок

Так как наша отливка затвердевает при отсутствии перепада температур по сечению отливки(т.к отсутствуют массивные элементы), то столбчатой структуры не образуется.

 Скачать реферат