Устройство для испытания материала металлических литейных форм

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 580 4 В 22 П 7/О БРЕТЕН ЕЛЬСТВУ ьп е- ер 8) в Повы 1 ичес.: МеМАТЕФОРМ стержнеи-заЛитейная 2-4. На фиг ный канал 2 ней-заготов чей полости отов форм содержит канал с да к 5,лщина кот лщины сте риментально ние перемыч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕН АВТОРСКОМУ СВИ(56) Абрамов В.В. и др. Термоувешенная изложница э-да "Запорсталь" с массой слитка 13 т.шение стойкости изложниц. /Темакий отраслевой сборник Ф 2/таллургия, 1974, с. 82-86. 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИАЛА Г 1 ЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛИТЕЙНЫХ Изобретение относится к литейному производству, в частности к устройствам и методам испытания мате/ риалов литейных форм, изложниц, кокилей, стеклоформ, пресс-форм и др.Цель изобретения " повышение про иэводительности и точности экспериментальных работНа фиг1 изокая литейная форходонный канал с датчиками в виде бражена металличесма; на фиг. 2 - глудставлен глуходониками в виде стерктделенными от рабоформы 1 перемычкой 6, рой составляет 0,080, ки литейной формы. Экспеустановлено, что выполнеи меньшей толщины приво(57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к устройствам и методам испытания материалов литейных форм, изложниц, кокипейи т.д, Цель изобретения - повьппениепроизводительности и точности эксприментальных работ. Устройство соджит металлическую литейную форму сканалами под датчики тепловых нагрузок, которые выполнены в виде стержней-заготовок образцов для определения физико-механических свойств испытываемых материалов. Реализация изобретения значительно увеличивает,.производительность и точность экспериментов. 2 ил., 4 табл. 2дит к ее прогару и завариванию каналов 2, 3, 4 и стержней-заготовок 5. Превьппение же ее толщины более 0,1 толщины стенки повышает надежность работы устройства, однако резко лада ет точность экспериментов, так как н удается зафиксировать разность свойств подвергнутых испытанию материалов,Использование в качестве датчиков тепловых нагрузок стержней-заготовок образцов для определения физико-механических свойств испытываемых материалов позволяет моделировать термонагрузки материала металлических форм (кокилей, изложниц) с большей достоверностью, чем, например, путем снятия температурных полей и моделирования термонагрузок на образцы испытуемых материалов в нагревательных печах, в которых температурные1458068 40 45 поля значительно отличают от реальных, например, в изложницах.Пример 1.Требуется из 3 плавок (табл, ) подобрать оптимальный химический состав магниевого чугуна.В форме 1 в точке 2 высверливали отверстие диаметром й = 15 мм под стержни-заготовки 5. Замеряли макси мальное значение температуры в канале 2, например, термопарой. Эта температура при толщине стенки Б =130 мм равнялась 1000 С. 15В канал 2 помещали стержни-заготовки 5 из исследуемых трех плавок.Через. каждые 10 циклов (наливов изложницы) доставали стержни 5 и определяли изменение объема ЬНЧ. 20Результаты измерений приведены в табл. 2. Из исследуемых чугунов наиболее оптимальным против сетки разгара для данного температурного режима эксплу атации.изложницы является чугун 3 (характеризуется наименьшим объемным изменением). Последнее подтверждается также визуальным осмотром сетки разгара на образцах.У чугуна 2 с наи большим объемным изменением при термоциклировании наблюдается большая сетка разгара, т,е. худшая термостойкость.П р и м е р 2. С целью повышения долговечности и снижения металлоемкости изложниц в промышленностьвнедряются термоуравновешенные конструкции, Средняя по толщине стенкиизложницы температура должна бытьравна температурному порогу циклической вязкости чугуна. Повышениетемпературного порога циклическойвязкости на 100 С позволит для рассматриваемой изложницы при сохранении прежней стойкости уменьшить еемассу на 15-17 ,В табл. 3 приведено изменение температуры по толщине стенки изложницы,Размеры слитка 7506752150 мм.о Температура заливки металла 1570 С. Время выдержки слитка в изложнице 105 мин. Температура слитка в зоне горячего пятна в момент его стриппеорования 900 С. Толщина стенки изложницы в этой зоне 160 мм,Требуется по изменению структуры и твердости определить допускаемую максимальную температуру в стенке изложницы.В каналы помещали стержни 5 из материала изложницы.Эксплуатировали изложницу в предусмотренном технологической инструкцией режиме.Через каждые О циклов извлекали стержни 5, подвергали металлографическому исследОванию и измеряли твердость.По результатам металлографического исследования и изменению твердости определяли максимально допустимую температуру в стенке изложницы и время пребывания слитка в изложнице до стрипперования.Для образцов 2 и 3 с увеличением числа циклов до 10 и более происходит практически полная ферритизация металлической основы чугуна, После 30 циклов испытания изложницы глубина зоны окисления для образца 3 составляет 0,35 мм, а для образца 2 увеличивается до 0,6 мм, В микроструктуре образца 2 наблюдается утонение пластинок графита по сравнению с образцом 3. Это свидетельствует о развитии процессов окисления вдоль графитных включений, приводящих к частичному выпариванию углерода. Для об- разца 3 время выдержки слитка в изложнице 1-2 ч не оказывает значительного влияния на изменение твердости,а следовательно, на временное сопротивление разрыву (табл. 4). Таким образом, с целью повышения стойкости изложниц против трещинообразования допустимая температура должна быть 700 С; с уменьшением времени выдержки слитка в изложнице следует ожидать некоторого увеличения, долговечности изложницы.Предложенное устройство можно использовать также для подбора материала и оптимизации температурных условий эксплуатации металлоконструкций, деталей машин, .инструментов различного назначения, подвергающихся температурно-силовым воздействиям. Формула изобретения Устройство для испытания материала металлических литейных форм, соТаб,аца 1 Но аа Хоические составагнмааогоугуаа 2 Зь Ип 8 Р К 8 М 1 Оц Сг 1 3 64174 058 0 006 0 021 0 112 288 " 0 058 23,55 1,14 044 0,008 0,019 0,091 Э 2 63 739 0 41 0002 0 019 0 098 Таблица 2Изменение объема ЬЧ/Ч % Номерплавки Число циклов 20 30 10 31 5,78,54,5 " 7,5 11,6 0,05 0,76 0,03 Таблица 3 оИзменение температуры по толщине стенки изложницы, С ОбразЦЫ Время от конца заливки металла в изложницу, мин 20 30 4060 90 120 5 10 1 140 250 385 445 487 532 550 542 2 545 560 610 720 775 795 780 615 657 690 675 380 500 5673 245,5 1458068 6держащее металлическую литейную фор- ния производительности и точностиму с датчиками тепловых нагрузок, экспериментальных работ, упомянутыеразмещенными в глуходонных каналах, датчики выполнены в виде стержнейвыполненных в стенке металлической5заготовок образцов для определениялитейной формы, о т л и ч а ю - физико-механических свойств испыты"щ е е с я тем, что, с целью повыше- ваемых материалов.1458068 Таблица 4 Уменьшение предела прочности чугуна, 7 10 20 30 63,2 47;4 60 33,5 31,3 12,5 65 63,6 57,9 120 38,5 18,8 атей Веселовская едак ррек Подписноем и открытиям при ГКНТ СССРнаб., д. 4/5 Заказ 298/13 Тираж 710 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретен 113035, Москва, Ж, РаушскаПроизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная Номеробразца Число циклов (наливов) Г Составитель О.БелкоТехред М,Дидык Время выдержки,мин