- •Шишляев, В.Н.
- •1.3.1. Полиморфные превращения
- •2. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ
- •2.3. Свойства металлических расплавов
- •2.3.1. Температура плавления и плотность
- •2.3.2. Поверхностное натяжение
- •2.3.2.1. Поверхностное натяжение и смачиваемость
- •2.3.2.2. Капиллярные явления
- •2.3.2.3. Определение поверхностного натяжения
- •2.3.4. Диффузия в жидких металлах и сплавах
- •Вопросы для самоконтроля
- •3.1. Термодинамические условия кристаллизации
- •3.3. Кинетика кристаллизации
- •3.4. Механизм кристаллизации
- •Вопросы для самоконтроля
- •4. ФОРМИРОВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ
- •4.1. Кристаллизация чистых металлов
- •Х/ННчУ
- •4.2.1.1. Концентрационное переохлаждение
- •4.2.1.2. Особенности механизма кристаллизации сплавов, образующих твердые растворы
- •4.2.2. Кристаллизация эвтектических сплавов
- •4.2.3. Эвтектические структуры в реальных сплавах
- •5.2. Основные положения современной теории кристаллизации
- •5.2.2. Формирование центральной равноосной зоны
- •5.3.2. Влияние скорости кристаллизации
- •5.3.3. Влияние перегрева
- •5.3.4. Влияние перемешивания расплава
- •5.3.5. Влияние примесей
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.1. Получение отливок с заданной структурой
- •6.2. Величина зерна литых сплавов
- •6.2.1. Границы зерен в литых сплавах
- •6.2.2. Микроструктура литых сплавов
- •6.3.3. Специальные методы модифицирования
- •6.3.4. Виды модифицирования
- •7.1. Дендритная ликвация
- •7.2. Зональная ликвация
- •7.2.1. Прямая зональная ликвация
- •ШШШШШ
- •7.2.2. Обратная ликвация
- •8.1. Растворимость газов в расплавленных металлах
- •8.3. Выделение газов в процессе затвердевания
- •8.5. Неметаллические включения
- •8.6. Методы устранения дефектов газового характера
- •8.6.1. Предупредительные меры
- •8.6.2. Способы удаления газов из расплава
- •8.7. Рафинирование расплавов
- •8.8. Раскисление металлических расплавов
- •Вопросы для самоконтроля
- •9. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ
- •9.1. Кристаллизация при высоких скоростях охлаждения
- •9.2. Получение монокристаллических изделий
- •9.4. Получение компактных нанокристаллических материалов
- •9.4.2. Методы получения наноматериалов
- •Вопросы для самоконтроля
- •10. ЛИТЕЙНЫЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ
- •10.1. Жидкотекучесть
- •10.1.1. Виды жидкотекучести
- •10.1.2. Определение жидкотекучести
- •10.1.3. Жидкотекучесть чистых металлов и сплавов
- •10.1.5. Влияние технологических условий литья
- •10.1.7. Заполняемость форм
- •10.2. Усадка литейных сплавов
- •10.2.4. Определение объемной усадки
- •10.2.7. Устранение усадочных раковин
- •10.2.8. Герметичность сплавов
- •10.3. Напряжения в отливках
- •10.3.1. Классификация напряжений
- •10.3.2. Методы снижения напряжений
- •10.4. Горячеломкость сплавов
- •10.4.1. Виды трещин в отливках
- •10.4.2. Оценка горячеломкости сплава
- •10.4.3. Факторы, влияющие на горячеломкость сплавов
- •10.4.4. Пути снижения горячеломкости
- •Вопросы для самоконтроля
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
сплавов являются многофазными системами с различным хими ческим составом. В жидком состоянии сохраняются микрообъемы с различной концентрацией компонентов.
При высоких перегревах расплав становится более гомогенным и однородным по химическому составу, но при обычных рабочих пе регревах, температура которых на 10-15 % превышает температуру плавления, указанные особенности расплавов сохраняются. При ох лаждении и кристаллизации в литейных сплавах может сохраняться структура, имевшая место до расплавления. Это явление называется наследственностью сплавов.
2.3. Свойства металлических расплавов
Плавка сплавов является одной из важнейших операций при производстве отливок. Для разработки технологии плавки необходи мо иметь представление о многих физических и физико-химических свойствах металлических расплавов. С учетом этих свойств произво дится выбор плавильного агрегата и его мощности, огнеупорных ма териалов и флюсов, назначается необходимая металлургическая об работка расплава: раскисление, рафинирование, модифицирование.
2.3.1. Температура плавления и плотность
Температура плавления определяет выбор способа плавки ли тейного сплава и получения отливки. С повышением температуры плавления возникает все больше затруднений, связанных с этими процессами. В табл. 2 приводятся сведения о температуре плавления (Тпл) и плотности (р) некоторых чистых металлов и неметаллов, наи более широко используемых в литейных сплавах. Из неметаллов в таблицу помещен кремний, который входит в состав многих спла
вов на основе железа, алюминия, меди. |
|
|
Самым тугоплавким |
металлом является вольфрам |
(3400 °С), |
а самым легкоплавким - |
ртуть (-39 °С). Температура |
плавления |
большинства сплавов ниже температуры плавления металла, являю щегося его основой.
Плотность расплава необходимо знать для определения объема расплава по его массе, чтобы выбрать емкость тигля плавильной пе чи или, наоборот, по емкости тигля вычислить массу расплава. Кро
ме того, плотность является структурно чувствительной характери стикой вещества, т.е. изменение плотности говорит об изменении структуры.
Таблица 2
Температура плавления и плотность некоторых элементов
|
т °с |
Ртв |
Рж |
Рж |
Металл |
(при 20 °С) |
(при Гпл) |
(при Гпл + 100 °С) |
|
|
|
|
г/см3 |
|
Алюминий |
660 |
2,70 |
2,38 |
2,35 |
Бериллий |
1285 |
1,85 |
1,69 |
- |
Висмут |
271 |
9,80 |
10,00 |
9,92 |
Вольфрам |
3400 |
19,30 |
16,74 |
- |
Железо |
1539 |
7,87 |
7,00 |
6,91 |
Золото |
1063 |
19,30 |
17,35 |
17,25 |
Кадмий |
321 |
8,64 |
8,02 |
7,95 |
Кремний |
1420 |
2,35 |
2,53 |
2,50 |
Литий |
181 |
0,53 |
0,50 |
- |
Магний |
650 |
1,74 |
1,59 |
1,55 |
Марганец |
1240 |
7,40 |
6,75 |
- |
Медь |
1083 |
8,96 |
8,00 |
7,92 |
Молибден |
2620 |
10,20 |
8,9 |
- |
Никель |
1455 |
8,90 |
7,90 |
7,78 |
Олово |
232 |
7,30 |
7,00 |
6,90 |
Свинец |
327 |
11,35 |
10,68 |
10,55 |
Серебро |
961 |
10,50 |
9,35 |
9,26 |
Титан |
1670 |
4,50 |
4,10 |
4,03 |
Хром |
1815 |
7,15 |
6,30 |
- |
Цинк |
419 |
7,14 |
6,57 |
6,46 |
Цирконий |
1850 |
6,50 |
6,00 |
- |