Способ оценки усадки затвердевающих вформе сплавов

Союз Советских Социалистических Испубанк(5)М, Кл,з В 22 О 27/00 с присоединением заявки Йа(23) Приоритет Гесухарстееаамй коиатет СССР ав хедаи азебретеаай а аткрнтаа(54) СПОСОБ ОЦЕНКИ УСАДКИ ЗАТВЕРДЕВАЮЩИХ В ФОРМЕ СПЛАВОВ Изобретение относится к литью деталей и может быть использовано при разработке технологии отливки и выборе режимов охлаждения затвердевающих сплавов, например при литье в вакууме деталей газовых турбин из жаропрочных сплавов.Эффективность процесса компенсации усадки при затвердевании,. характеризуемая величиной усадочной пористости или плотности, определяется действием следующих сил: газовым (атмосферным или избыточным) давлением Рс металлостатическим давлением Р; капиллярным давлением Рб; 5 давлением выделяющихся при затвердевгфии растворенных газов РВ.Увеличение двух первых сил широко используется в практике для повышения плотности отливок и подавле ния выделяющихся растворенных газов (литье в автоклаве, центробежное литье и т.д,у .При плавке и затвердевании спла-. вов в вакууме влиянием давлений Рт 25 и Р на процесс компенсации усадки .можно пренебречь. Тогда правильная оценка соотносительной роли Р и Р в формировании усадочной пористости ,важна. Преобладающая роль Р озна чает необходимость увеличения размеров питакщих прибылей, т,е. экономически невыгодное уменьшение коэффициента использования металла КИМ). Преобладание Р; означает допустимость уменьшения, прежде всего, высоты прибылей и необходимость создания условий, в которых эффективность действия Р максимальна.При стационарном литье (песчаные, керамические гипсовые, металлические и другие формы ) роль атмосферного давления преобладает над ролью металлостатического, когда направленное против металлостатического атмосферное давление обеспечивает получение плотной без усадочной раковины отливки 1.Недостатком известного способа является то, что относительная роль капиллярных сил в процессе компенсации усадки не выявлена.Цель изобретения - определение соотносительной роли металлического и капиллярного давлений в процессе.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу форму со сплавом помещают в вакуумную камеру н подцерживают постоянство противоположной направленности градиентов тем 831322пературы и металлостатического давления по высоте отливки.Преобладание действия той или иной силы определяется величиной, расположением и распределением усадочных дефектов, в том числе усадочной пористости в отливке в направлении противодействия сил.На чертеже изображена схема устройства реализующая предлагаемый способ.Внутри герметичного сосуда 1 располагается нагревательная печь .2 с цилиндрическим рабочим пространством 3, в которое устанавливается литей. ная форма 4 с цилиндрической внутренней полостью для испытуемого ма териала 5. Печь выполняется таким образом, что в рабочем пространстве создается, поддерживается и изменяется по величине постоянный по направлению, снизу вверх, градиент темпес 1 Тратуры , т.е. направленный противоположно градиенту металлостатичесЙРфкого давления- расплавленного ма 25 териала 5 в форме 4.Способ осуществляют следующим образом.Вакуумируют сосуд 1, включают печь 2, создают направленный снизу вверх градиент температур в рабочем пространстве печи 3, форме 4 и материале 5; после расплавления материала в нем по высоте и имеется градиент температур, Частично или полностью уменьшают мощность печи 2, материал при этом эатвердевает в направлении сверху вниз. В процессе и до полного эатвердевания направление градиента температуры в материале сохраняется неизменным. Противо положная направленность Р и Р, таким образом, обеспечивается. В затвердевшем сплаве определяют величину и расположение усадочных дефектов: усадочную раковину или утя жину - визуально, усадочную пористость - в разных по высоте сечениях на шлифах.Если усадочная раковина или утяжина расположена в нижней части отливки и усадочная пористость К в сечениях по величине много меньше коэффициента объемной усадки А (К Ис), значит Р РмЕсли усадочная раковина или утяжина расположена в верхней части отливки и усадочная пористость имеет минимальные значения в нижнем сечении, значит Р Рб.По результатам проведенных опытов для алюминиевых сплавов при высоте отливки ю 100 мм, диаметре 15-30 ьм, перепаде температуры по высоте 10- 30 фС и времени эатвердевания в диапазоне 3-12 мин оказывается, что усадочная пористость на всей высоте отливки не превышает 0,1 1 коэффициент объемной усадки с 3-4), причем в нижней части, отливки на всех образцах.и режимах охлаждения образуется утяжина.Использование преобладающей роли капиллярных сил в компенсации усадки над силами тяжести обеспечивает уменьшение высоты и объем прибылей, повышение производительности литья эа счет размещения в одной, например нагреваемой керамической, форме двух деталей, одна из которых питается .от верхней, а вторая от нижней прибыли.Формула изобретенияСпособ оценки усадки затвердевающих в форме сплавов, о т л и ч а ющ и й е я тем, что, с целью определения соотносительной роли металлостатического и капиллярного давления в период эатвердевания сплавов,форму со сплавом помещают в вакуумную камеру и поддерживают в сплавепостоянство градиентов температуры,и металлостатического давления противоположной направленности по высотеотливки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Спасский АГ. Основы литейного,производства. М.,"Металлургия", 1950,831322 едакт Заказ 2871 Тираж 869ИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий35, Москва, ЖРаушская наб.,д дпис но Н