SU831322A1

SU831322A1 - Method of evaluating shrinkage of alloys hardened in mould

Info

Publication number: SU831322A1
Application number: SU792791520A
Authority: SU
Inventors: Евгений Васильевич Спиридонов; Эдуард Лейбович Кац; Борис Иванович Дружинин; Юрий Николаевич Кармалин; Юрий Николаевич Колпаков
Original assignee: Предприятие П/Я А-1697
Priority date: 1979-07-04
Filing date: 1979-07-04
Publication date: 1981-05-23

Description

Изобретение относитс к литью деталей и может быть использовано при разработке технологии отливки и выборе режимов охлаждени затвердеВсцсщих сплавов, например при литье в вакууме деталей газовых турбин из жаропрочных сплавов. Эффективность процесса компенсации усадки при затвердевании, харак теризуема величиной усадочной порис тости или плотности, определ етс действием следующих сил: газовым {атмосферным или избыточным) давлением PJJ , металлостатическим давлени емРд ; капи.пл рным давлением Руг давлением выдел ющихс при затвердев ии растворенных газов Р. Увеличение двух первых сил широко используетс в практике дл повы шени плотности отливок и подавлени выдел ющихс растворенных газов (литье в автоклаве, центробежное ли тье и т.д.; , При плавке и затвердевании сплат ВОВ в вакууме вли нием давлений Pg| и Р5 на процесс компенсации усадки можно пренебречь. Тогда правильна оценка соотносительной роли Р/ и Р0в формировании усадочной пористости .важна. Преобладакща роль Р, означает необходимость увеличени размеров питающих прибылей, т.е. экономически невыгодное уменьшение коэффициента использовани металла КИМ7. Преобладание Р означает допустимость уменьшени , прежде всего, высоты прибылей и необходимость создани условий, в которых эффективность действи Р(у максимальна. При стационарном литье (песчаные , керамические гипсовые, металлические и другие формы) роль атмосферного давлени преобладает Над ролью металлостатического, когда направленное против металлостатического атмосферное давление обеспечивает получение плотной без уса- дочнойраковины отливки ij. Недостатком известного способа вл етс то, что относительна роль капилл рных сил в процессе компенсации усадки не вы влена. Цель изобретени - определение соотносительной роли металлического и капилл рного давлений в процессе. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу форму со сплавом помещают в вакуумную камеру и поддерживают посто нство противоположной направленности градиентов темjnepaTypfcj и металлостатического давлени по высоте отливки.The invention relates to the casting of parts and can be used in the development of casting technology and the choice of cooling modes for hardening alloys, for example, in vacuum casting of parts of gas turbines from heat-resistant alloys. The effectiveness of the shrinkage compensation process during solidification, characterized by shrinkage porosity or density, is determined by the action of the following forces: gas (atmospheric or excessive) pressure PJJ, metalostatic pressure emRd; Kapi.plarnyy Rug pressure the pressure released during solidification and dissolved gases R. The increase in the first two forces is widely used in practice to increase the density of castings and suppress the released dissolved gases (autoclave casting, centrifugal casting, etc .;, When smelting and hardening splat BOB in vacuum, the influence of the pressure Pg | and P5 on the shrinkage compensation process can be neglected. Then, the correctness of the correlative role of P / and P0 in the formation of shrinkable porosity is important. The size of the feed profits, i.e., the economically disadvantageous reduction in the utilization rate of metal CIM 7. The predominance of P means the admissibility of reducing, above all, the height of the profits and the need to create conditions in which the efficiency of P (maximal. In stationary casting (sand, ceramic plaster) , metal and other forms) the role of atmospheric pressure prevails over the role of metalostatic, when the atmospheric pressure directed against metallostatic pressure ensures a tight th without casting tines casting ij. The disadvantage of this method is that the relative role of capillary forces in the process of compensating shrinkage is not revealed. The purpose of the invention is to determine the relative role of metal and capillary pressures in the process. This goal is achieved by the fact that according to the method, the mold with the alloy is placed in a vacuum chamber and maintains the constancy of the opposite direction of the gradients of temnepaTypfcj and metalostatic pressure over the height of the casting.

Преобладание действи той или иной силы определ етс величиной, расположением и распределением усадочных дефектов, в том числе усадочной пористости в отливке в направлении противодействи сил.The predominance of the action of a particular force is determined by the magnitude, location and distribution of shrinkage defects, including shrinkage porosity in the casting in the direction of resistance to forces.

На чертеже изображена схема устройства реализующа предлагаемый способ.The drawing shows a diagram of the device that implements the proposed method.

Внутри герметичного сосуда 1 располагаетс нагревательна печь .2 с цилиндрическим рабочим пространством 3, в которое устанавливаетс литейна форма 4 с цилиндрической внутренней полостью дл испытуемого материала 5. Печь выполн етс таким образом, что в рабочем пространстве создаетс , поддерживаетс и измен етс по величине посто нный по направлению , снизу вверх, градиент температуры -тг т.е. направленный протичи воположно градиенту металлостатичесdP/v Inside the hermetic vessel 1 there is a heating furnace .2 with a cylindrical working space 3 in which a mold 4 is installed with a cylindrical internal cavity for the test material 5. The furnace is designed in such a way that in the working space it is created, maintained and varied in the direction upwards, the temperature gradient is -tg directional contrast to metalostatic dP / v gradient

кого давленк .. расплавленного материала 5 в форме 4.whom pressured molten material 5 in the form 4.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Вакуумируют сосуд 1, включают печь 2, создают направленный снизу вверх градиент температур в рабочем пространстве печи 3, форме 4 и материале 5; после расплавлени материала в нем по высоте h имеетс градиент температур. Частично или полностью уменьшают мощность печи 2, материал при этом затвердевает в направлении сверху вниз. В процессе и до полного затвердевани направление градиента температуры в материа .ле сохран етс неизменным. Противоположна направленность Рд и Pgr, таким образом, обеспечиваетс , в затвердевшем сплаве определ ют величину и расположение усадочных дефектов . усадочную раковину или ут жину - визуально, усадочную пористость - в разных по высоте сечени х на шлифах.Vacuum vessel 1, turn on the furnace 2, create a bottom-up temperature gradient in the working space of the furnace 3, form 4, and material 5; after the material has melted there is a temperature gradient in height h. Partially or completely reduce the capacity of the furnace 2, the material at the same time solidifies in the direction from top to bottom. During the process and until complete solidification, the direction of the temperature gradient in the material remains unchanged. The opposite directivity of Pd and Pgr is thus ensured, the magnitude and location of shrinkage defects is determined in the hardened alloy. shrinkage shell or sink — visually, shrinkage porosity — in sections of varying height on thin sections.

Если усадочна раковина или ут жина расгюложена в нижней части отливки и усадочна пористость К ц сечени х по величине много меньше коэффициента объемной усадки o(.(«ci), значит Р0-77 Р.If the shrinkage shell or sink is laid out in the lower part of the casting and the shrinkage porosity of the K c sections is much smaller than the volume shrinkage coefficient o (. ("Ci)), then P0-77 R

Если усадочна раковина или ут жина расположена в верхней части отливки и усадочна пористость имеет минимальные значени в нижнем сечении , значит Р P(j .If the shrinkage shell or sink is located in the upper part of the casting and the shrinkage porosity has minimum values in the lower section, then P P (j.

По результатам проведенных опытов According to the results of the experiments

дл алюминиевых сплавов при высоте отливки л/100 мм, диаметре 15-30 мм, перепаде температуры по высоте 1030 С и времени затвердевани в диапазоне 3-12 мин оказываетс , чтоfor aluminum alloys, with a casting height of l / 100 mm, a diameter of 15-30 mm, a temperature differential over a height of 1030 ° C and a solidification time in the range of 3-12 minutes, it appears that

5 усадочна пористость на всей высоте отливки не превышает 0,1% Скоэффициент объемной усадки а(. 3-4%) , причем в нижней частиротливки на всех образцах.и режимах охлаждени образуетс ут жина.5 shrinkage porosity at the entire height of the casting does not exceed 0.1%. The coefficient of volumetric shrinkage a (. 3-4%), and in the lower part of the casting on all samples. And cooling modes, a hole is formed.

Использование преобладающей роли капилл рных сил в компенсации Усадки над силами т жести обеспечивает уменьшение высоты и объем прибылей, повышение производительности лить за счет размещени в одной, например нагреваемой керамической, форме двух деталей, одна из которых питаетс .от верхней, а втора от нижней прибыли.The use of the predominant role of capillary forces in the compensation. Shrinkage over the forces of gravity reduces the height and volume of profits, increases productivity by placing in one, for example heated ceramic, the shape of two parts, one of which feeds from the top and the second from the bottom profit. .

Формула изобретени Invention Formula

Способ оценки усадки затвердевающих в форме сплавов, отличающийс тем, что, с целью определени соотносительной роли металлостатического и капилл рного давлени в период затвердевани сплавов,A method for evaluating the shrinkage of hardening in the form of alloys, characterized in that, in order to determine the correlative role of metallostatic and capillary pressure during the period of solidification of alloys,

0 форму со сплавом помещают в вакуумную камеру и поддерживают в сплаве посто нство градиентов температуры . и метсшлостатического давлени противоположной направленности по высоте0, the alloy form is placed in a vacuum chamber and the constancy of temperature gradients is maintained in the alloy. and melody static pressure of opposite direction in height

5 отливки.5 castings.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination

1. Спасский А..Г. Основы литейного, производства. М. , Металлурги , 1950.1. Spassky A. .. Basics of foundry, production. M., Metallurgists, 1950.

Claims

The formula of the invention • A method for evaluating the shrinkage of solidified alloys, characterized in that, in order to determine the relative role of the metallostatic and capillary pressure during the solidification period of the alloys, the mold with the alloy is placed in a vacuum chamber and the temperature gradients are kept constant in the alloy. and metallostatic pressure of the opposite direction along the height of the casting.