Контроль качества отливок и исправление их дефектов 2 страница

 

Выбивка, очистка, обрубка, химическая и термическая обработка отливок

Выбивку песчаных форм осуществляют так же, как и при из­готовлении отливок из алюминиевых сплавов. Выбивку стержней производят с помощью пневмозубил и простейших вибрацион­ных машин. Обрезку литников и прибылей на крупных отливках ведут на ленточных пилах; мелкие отливки обрубают на прессах с помощью обрубных штампов.

После обрубки и удаления прибылей отливки подвергают дро­беструйной очистке с целью удаления пригара. В качестве дроби используют мелкие кусочки алюминиевой проволоки.

Перед поступлением на отделочные операции и термическую обработку отливки проходят химическую обработку по следую­щей схеме:

1) промывка в горячей воде;

2) обработка в растворе азотной кислоты (20...30 г/л) при ком­натной температуре в течение от 15 с до 2 мин;

3) промывка в холодной проточной воде в течение 2...3 мин;

4) оксидирование в растворе, содержащем, г/л: 40...50 двухро­мокислого калия; 65...80 азотной кислоты (р = 1,4 г/см³)', 0,75...1,25 г/л хлористого аммония; остальное — вода до 1 л. Про­должительность оксидирования 0,5...2 мин. Температура раство­ра 70...80 °С.

5) промывка в проточной холодной воде в течение 1...2 мин;

6) промывка в проточной горячей воде (1...2 мин);

7) сушка сжатым воздухом.

Обрубку и зачистку (шабровку) отливок из магниевых сплавов производят теми же способами, что и отливок из алюминиевых сплавов. Опилки, стружка и мелкая пыль магниевых сплавов лег­ко воспламеняются. Поэтому при зачистке и механической обра­ботке отливок необходимо принимать меры предосторожности.

СОСТАВ И СВОЙСТВА МЕДИ

Медь находится в группе 1В периодической системы Д. И. Менделеева. Температура плавления меди 1083 °С, температура кипения 2595 °С, плотность 8,96 г/см³; она имеет гранецентриро- ванную кубическую решетку с периодом а = 0,36074 нм. Медь диамагнитна; при нагреве и охлаждении не имеет полиморфных превращений.

 

Медь и ее сплавы обладают высокой электро- и теплопровод­ностью. Удельное электросопротивление меди составляет 1,7241 • Ю~⁶ Ом • см при 20 С.

Из-за высокой теплопроводности [3,86 Вт/(м • К)] медь используют при изготовлении кристаллизаторов при непрерывном и полунепрерывном литье металлов.

Медь обладает хорошей технологичностью на всех операциях пластической обработки полуфабрикатов, прекрасно полируется, паяется, сваривается. К недостаткам меди относится Дефицитность, высокая стоимость, большая плотность и относи­тельно невысокая удельная прочность (особенно при повышен­ных температурах), невысокие литейные свойства (большая ли нейная и объемная усадка), горячеломкость.

 

Отечественная промышленность выпускает одиннадцать ма­рок меди (ГОСТ 859—78), различающихся содержанием примесей (табл. 48). Все примеси снижают электропроводность меди, но в большей мере это относится к растворимым примесям (А1, 2п, 8п, №, 5Ъ) (рис. 86).

Висмут практически не растворяется в твердой меди (раство­римость при 600 °С менее 0,001 %), а выделяется по эвтектичес­кой реакции при 270 °С (рис. 87) и располагается по границам зерен в виде прослоек. Влияние его на электропроводность неве­лико, однако сотые доли процента- висмута вызывают разруше­ние слитков при горячей прокатке (красноломкость) из-за рас­плавления прослоек при нагреве выше 270 °С. Хрупкость просло­ек висмута существенно затрудняет и холодную деформацию. Поэтому содержание его в меди должно быть не более 0,001 %.

Свинец растворяется в твердой меди в количестве 0,3 % при 400 *С и поэтому в большей мере, чем висмут, снижает ее элект­ропроводность. Так же как и висмут, свинец вызывает красно­ломкость меди при нагреве выше 327 °С, однако он менее опа­сен, чем висмут, так как из-за наличия в системе Си—РЬ монотектического превращения выделяется в виде отдельных включений.

Взаимодействие кислорода с медью описывается эвтектичес­кой диаграммой Кислород оказывает незначительное влияние на электропроводность меди и не вызывает красноломкости при горячей деформации. Однако хрупкие включения закиси меди существенно понижают ее пла­стические свойства и делают медь склонной к водородной болезни — образованию трещин в изделиях при работе в восстановительной атмосфере.

Сера образует с медью сульфид, выделяющийся по границам зерен. Не отражаясь существенно на электропроводности, сера снижает пластичность меди при низких и высоких температурах. Содержание серы ограничивают 0,01 %

 

Литейные сплавы Для изготя фасонных отл ис-пользуют 3 группы сплавов: оловянные бронзы, безоловянные бронзы и ла­туни. Оловянные бронзы облад. хорошими лит св-вами в сочетании с ↑ мех-кими и эксп-луатационными (корроз, антифрикцион-ными) св-ва­ми. Большое практическое знач. имеют сплавы с содерж. олова до 10 %. Оловян-ные бронзы находят широкое при-менение при изго­товлении арматуры, подшипников, шестерен, втулок, работаю­щих в условиях истирания, ↑ давления воды и водя-ного пара. Характерная особенность оловянных бронз — большой интер-вал кристаллизации (150...200°С), => образ. в отливках рассеянной усадочной пористости. В це­лом оловянные бронзы имеют хорош лит. св-ва. Бронзы с ↑ содерж олова (Бр017; БрОЮЦ2; БрОЮФ1) дорогие, редко применяют, только если другие медные сплавы не дают нужной коррозион-ной стойкости или ↑ антифрикционных хар-к. Для рядовых отл. исполь­зуют малооло-вянные бронзы. Наибо-лее вредные примеси: алюминий и кремний. Сотые доли процента снижают механические свойства и герметич-ность отливок. Безоловян-ные бронзы по. Мех-ким, корро­зионным и антиф-рикционным св-вам не уступают оловян­ным, а некоторые превосходят их. Наиболее широко применяют алюминие-вые бронзы. Они имеют хорошую коррозионную стой­кость в пресной и морской воде, хорошо противостоят разруше­нию, облад. меньшим, чем оловянные бронзы, антифрикционным изно-сом. их при­меняют для "изготовления гребных винтов крупных судов, тяже лонагруж. шестерен и зубчатых колес, корпу-сов насосов и других отливок. Характерной особенностью двойных сплавов Си—А1 является их склонность к так называемому самоотжигу при мед-ленном затвердевании (литье в песчаные формы), при котором происхо­дит рост зерна. Для предотвращения самоотжига в бронзы вводят железо.

Мех-кие, технологич. и эксплуатационные св-ва алюминиевых бронз ↑ при легир. железом, мар­ган-цем, никелем и другими эл-тами. Кроме алюминиевых, применяют свинцовые, сурьмяные, кремниевые и другие бронзы. Свинцовая бронза Бр.СЗО обладает низким коэф-том трения и ↑ износостойкостью при трении в условиях боль-ших удельных нагрузок и скоростей скольжения. Поэтому ее применяют для изготовления вкла-дышей подшипников дизельных двигателей. Особенность пр-ва свин-цовых бронз — ликвация свинца. Дисперсное расп-ределение свинца в бронзе достигается тща-тельным перемешиванием расплава и большими ско-ростями охлажд. отливок. Сурьмяные бронзы имеют ↑ антифрикцион-ные св-ва и дешевле оловянных.

Латуни. Для фасон-ного литья применяют сложнолегирован­ные мед-ноцинковые спл; простые латуни используют срав-нительно редко. Легиро-вание двойных латуней алюминием и кремнием повы­шает жидкотекуче-сть, ↓ угар цинка при плавке, ↑ коррозионную стойкость сплавов и мех-кие свойства. Наибольшее распространение для фасонных отл. находят кремнистая лат ЛЦ16К4 (арматура) и свинцовая лат ЛЦ40С (сепараторы под-шипников).

Железо и марганец ↑ мех-кие св-ва спл, но ↓ жидкотекучесть. Олово до 2...2,5% ↑ корроз, лит и мех-кие свойства.»

Наиболее вредными примесями для латуни являются висмут, свинец, сурьма и сера, которые ↓ пластичность при тем­пературах горячей обра-ботки давл. Прим алю-миния ока­зывают вредное влияние на лит св-ва кремнистой лату­ни ЛЦ16К4,↓жидкотекуч и ↑ склонность к образ. в отл пористости.

Св-ва латуней зависят от содерж меди. Для латуней, содержащих медь на верхнем пределе допуска, характерны ↑ пластические св-ва, а на нижнем пределе — ↑ прочностные св-ва. ЛЭ — алюминий, мар­ганец, же-лезо и др. (за исклю-чением никеля) — дейст-вуют на структуру латуни качественно так же, как и цинк, но с гораздо ↑ эф-том.

Плавка меди и ее сплавов

Плавку ведут на воз-духе, в среде защитных газов и в вакууме. Наибо-лее важным для качества металла при плавке является контроль за протеканием физ-хим. процессов взаимод. Ме с кислородом, водородом, се­рой, футеровкой печей, шлаками и флюсами.

Водород ↓ св-ва лито-го Ме, способствует обра­зованию в отл. газовой или газоусадочной порис-тости. Для каждых конк-ретных условий плавки и технологии получения от­ливки существуют пре-дельно допустимые конц. водоро­да в расплаве.

Реальное содержание водорода в меди и мед-ных сплавах зави­сит от т-ры (чем ↑ т-ра, тем ↑ содержание во­дорода в металле), сост. шихты, футеровки, очередности загрузки компонентов в сплав. Предельно допустимая кон­ц. зависит от скорости охлажд. Чем ↑ скорость охлаждения, тем ↑ можно допустить содержание водорода в расплаве без опасности получения пористого металла.

Растворенный кисло-род удаляют с помощью раскислителей. Наиболее удобны в качестве раскислителей углерод, фос­фор, бор, литий. Эти элементы образ продук-ты раскисления, сравни-тельно легко удаляемые из расплава. Магний, цирконий, кальций и ряд других элементов хотя и обладают более высокой раскислительной способ-ностью в окисленной меди, но образуют твердые, пленообразные продукты раскисления и с трудом уда­ляются из жидкого металла.

Восстановление Си₂0 производится в конце плавки операци­ей, кото-рая наз дразнением. его проводят после удаления шлака с зеркала расплава меди либо погружением в рас­плав влажной древе-сины, либо продувкой природным конверси­рованным газом или паромазутной смесью.

Плавку меди в загото-вительных литейных це-хах ведут преиму­щест-венно в индукционных печах типа ИЛК и в ти-гельных ин­дукционных печах. Кроме катодной меди, в состав шихты входят отходы (возврат) в виде обрези слитков и бракованные изделия. Подогретую шихту загружают в печь по мере расплавления пре­дыду-щей завалки. Пов-сть расплава должна быть постоянно покрыта слоем древесного угля тол-щиной 100-150 мм, кото-рый предохраняет жид-кий металл от окисления.

Плавку бескислород-ной меди ведут в индук-ционных (каналь­ных) пе-чах. Учитывая, что в бес-кислородной меди огра-ничено содержание кис-лорода (<0,001 %) и фос-фора (не более 0,002 %), для плавки используют более плотную (порядка 8,9 г/см³) катод­ную медь марки МООк с плотностью 8,945...8,952 г/см³. Перед плавкой катоды прокаливают для удаления следов элект-ролита, при необходи-мости предварительно промывая.

Рафинирование медных расплавов Для удаления из медных расплавов водорода и НВ проводят рафиниро-вание.

Содерж водорода в распл можно ↓ 2 способ:

1) уменьшением парциального давления р_п над расплавом;

2) увеличением температуры расплава до кипения, это невыгодно, хотя в отдельных случаях этим пользуются, например при плавке латуней и бронз, содержащих цинк. Ввиду низкой температуры кипения цинка в расплаве об­разуются пузыри паров цинка, которые, как бы промывая рас­плав, выносят из него водород.

продувке расплавов нейтральным (азот). Эф-фективность продувки опред. Р-рами активной пов-ти пузырьков проду-ваемого газа. Чем ↓ р-ры пузырьков и чем ↑ они проходят путь в Ме, тем эф­фективнее очистка.

Дегазацию медных расплавов осуществляют как путем про­дувки азотом или инертными газами, так и обработкой летучими хлористыми солями (МпСХ,, 2пС1₂, С₂С1₆ и др.) или вакуумирова- нием.

Для удаления НВ зернис-тые и жидкие фильтры. Для зернистых фильтров применяют такие ма­те-риалы, как магнезит, алунд, плавленые фтори-ды кальция и маг­ния. Толщина фильтрующего слоя сост 60...150 мм, а раз­мер зерна фильтра 5... 10 мм в поперечнике. Зернистые фильтры перед фильтрованием нагрева-ют до 700...800 °С. Фильтр из фто­рида кальция размером зерен 5... 10 мм в поперечнике и толщи­ной 70...100 мм позволяет в 1,5...2 раза ↓ содержание НВ.

Сгорая на пов-ти распл, уголь созд восст атмос-феру,↓тем самым ско-рость ею окисле­ния. Уголь является эффектив-ным поверхностным раскислит чистой меди; он предохраняет пов-ть распл от подстуживания. Не менее важной положит хар-кой уголь-ного покрова – техноло-гическая легкость удале-ния его остатков с Ме перед заливкой.

При выборе типа плавильной печи особое внимание уделяют ве­личине потерь металла на угар и со шлаком. наименьшие потери наблюдаются при плавке в индук­ционных печах.

Плавку двойных латуней проводят в индукционных каналь­ных печах типа ИЛ К и ИЛ КА. Футеровка — кварцитовая, либо вывы-сокоглиноземистая (66 % 8Ю₂ + 32 % А1₂0₃).

Особенностью лату-ней является высокая упругость паров цинка. При плавке латуней потери металла в виде утара цинка дости­гают заметных значений — от 0,5 до 5 %. На поверхности расплава Сu—Zn образ оксидная плена (шлак) 2пО, однако ее защитные св-ва относительно ↓ из-за ↓ прочности. В связи с этим при плавке латуней применяют различные защитные покровы.

Если в состав латуней входят тугоплавкие к-ты (желе­зо, никель, марга-нец и др.), то их загру-жают в ванну жидкого металла в 1-ю очередь. Легкоплавкие (олово, свинец), легкоокисля-ющиеся и легколетучие сост. загружают в последнюю очередь.

ЛЭ особенно тугоп-лавкие, вводят в печь в виде лигатур Си—Ре, Си—Мп, Си—N1, Си—Мп—А1 и др.

Алюминиевые бронзы плавят в индукционных тигельных и канальных печах, а также в тигель-ных и пламенных газовых печах. ↑ склон-ность алюминиевых бронз к окислению при ↑ т-рах и к образованию тв оксидных плен, загрязняющих расп-лав, а также к погло-щению водорода состав-ляет основные трудности при плавке этих бронз.

Плавку ведут в окис-лительной атмосфере в графито-шамот­ных (или карборундовых) тиглях и в печах, футерованных шамо­том. При плавке в канальных печах приме-няют кварцитовую или глиноземистую футеров-ку. Однако кварцитовая футеровка спо­собна взаимод. с расплавом (особенно в канале) с об­раз. металлизированных бронзой силикатов. При использовании в шихте отходов их обычно загру-жают в медь в первую очередь, расплавляют, а затем в жидкую ванну вводят предварительно подогретые чистые Ме.

При плавке сурьмяной бронзы в печь загружают медь и ни­кель и после расплавления проводят раскисление фосфором в количестве 0,01...0,05 %. Затем вводят цинк и сурьмуПосле растворения сурьмы вводят свинец и ос­тальное кол-во фосфора при интенсивном переме-шивании ванны металла. При плавке сурьмяной бронзы с использованием возвратов расплавляют медь, вводят фосфор, возвраты в виде крупных кусков, никель и затем остальные легирующие компо­ненты - цинк, сурь-му, свинец и фосфор.

Плавка бернллиевых бронз марок Бр Б2, Бр БНТ. Для плавки исполь-зуют индукционные печи с графитовыми тиглями. Из-за токсичности пара и пыли бериллия плавку ведут в изолирован­ных помещениях, оборудо-ванных хорошей приточ-но-вытяжной вентиля-цией и фильтрами.

Кремнистые бронзы плавят в электрических индукционных печах под покровом древесного угля. Медь перед введением крем­ния или отходов раскисляют фосфором. Недопустим перегрев бронз выше 1250... 1300 °С.

Из специальных бронз наиболее примяемые хромовые бронзы. Легиро-вание меди хромом зат­руднено из-за ↓ скорости растворения его в распл. При плавке на воздухе на пов-ти распл возникает вязкая ок­сидная пленка, состоящая в основном из Сг₂0₃, которая затруд­няет получение качественных отл. Основной способ пр-ва хромовых бронз БрХ0,8-1,0 - плавка в вакууме, совме­щенная с полунепрерывным литьем слитков. Хром вводят в рас­плав меди в виде лигатуры Си-Сг (3...6 %).

Плавка медноникелевых сплавов

Они имеют т-ру плавления более ↑, чем остальные медные сплавы: у сплава МН19 температура ликвидуса 1190 °С, солидуса 1130 С; у сплава МНЖМц30-1-1 соответственно 1230 и 1170 °С. Они нагреваются в печи до 1350... 1450 °С и поэтому способны растворять повы­шенные конц кисло-рода и водорода. Нали-чие в сплавах никеля придает им способность одновременно растворять угле­род, тогда как большинство медных сплавов с углеродом не взаи­модействует.

Плавку медноникелевых сплавов можно про-водить в индук­ционных тигельных и канальных печах, а также в электро-дуговых печах. Футеровку предпочтите-льно выполнять основ-ной — маг­незитовой (98 % магнезита и 2 % буры для индукционных ка­нальных печей). Плавку медноникелевых сплавов проводят с применением за­щитных покрытий.

Доля фасонных отл. из медных сплавов сост. при­мерно 15 % от пр-ва всех отл из цв сплавов. Отл из медных сплавов изготовляют всеми известными в настоящее время технологическими способами. Основным спо­собом является литье в разовые формы (примерно 80 %). Литьем в кокиль, под давлением и другими специальными методами про­изводится примерно 20 % отливок.

Сплавы с узким интервалом кристаллиза-ции характериз образ сосредоточенных усадоч-ных раковин в тепловых узлах отливок и почти полным отсутствием усадочных пор. По­этому при разработке техно-логии получения отливок их этих спла­вов предус-матривают установку больших прибылей для выведе­ния раковин из отливок.

Литье в ПФ: Осн отличие - выбор состава формовочных и стержн смесей. применяют сме-си с более высокой проч-ностью в сыром и сухом состоянии, чем при изго-товлении отливок из алюминиевых спла­вов. Необходимость этого вызывается опасностью размывания формы струей падающего Ме. Сушку форм осуществляют в сушильных печах при 300

350С. Чтобы глина не потеряла связующую способность, т-ра сушки не должна превышать 400 °С. Длительность сушки зависит от толщины стенок формы, влажности смеси, сте­пени ее уплотнения и может составлять 6...40 ч. формы окрашивают Получили рас­пространение 3 вида краски: водная талько-бентонитовая, бы­стросох-нущая спиртовая поливи-нилбутеральная с цирко-новым наполнителем и графито-бентонитовая. Как правило, ис­пользуют расширяющиеся литни-ковые системы с верхним боко­вым, сифонным (нижним) и щелевым подводом Ме в фор­му. В практике при литье медных сплавов приме-няют открытые прибыли

Литье по выплавляемым моделям из-за ↑ плот медных сплавов (осо­бенно сплавов, содержащих свиней), необходимо для ↑прочности керамической оболочки ↑ ее толщину Для данного способа литья рекомендуется диаметр стояка при­нимать равным 25...40 мм, а расстояние между моделями — не менее 4...6 мм. Питание отл осуществляют обычно через лит­никовые каналы больших сечений или от прибылей. Применяют литниковые системы с верхним, нижним, боковым и комбини­рованным подводом металла Заливку ведут в нагретые до 600...800 °С формы.

Литье в кокиль

позволяет получить более качественные отл особен-но из оловянных бронз с широким интервалом кристаллиз, ↑ выход годного (75...90 %) и к-т использования Ме Ско-рость затверд расплава в кокиле в несколько раз превышает ПФ и обеспе-чивает получение более плотного ме­талла; зона усадочной пористости уменьшается и концент-риру­ется в осевой узкой зоне. ↑ скорость затверд подавляет выделение газов из расплава при кристаллизации. Они остаются в пересыщенном растворе и не оказывают такого вред­ного влияния как газоусадочная пористость. Литьем в кокиль от­ливают втулки, вкладыши, подшипники, венцы и другие анти­фрикционные детали, а также фасонные отливки несложной кон­фигурации.

Кокили изготовляют из чугуна, а металлические стержни из стали. Для увеличения срока службы форм и стержней иногда предусматривают их охлаждение водой. Сложные полости в от­ливках выполняют песчаными стержнями.

Литье под давлением

Производ небольшие отл сред­ней сложности из латуней марок ЛЦ40С и алюминиевых бронз марок БрА9Мц2Л, БрА9Ж4Н4Мц1.

Этим способом отливают водопро­водную арматуру (корпуса водо-разборных кранов, трой-ники, ка­меры смеши-вания воды и др.) со стенками толщиной 3...4 мм из латуни Л40С и судовую штуцерную арматуру из алюминие-вой бронзы на машинах с холодной камерой прес-сования.

стойкость пресс-форм сост 5...30 тыс. раз запрессовок. Для изготовления пресс- форм применяют стали ЗХ22В8Ф, 4Х4М2ВФС (ДИ-22) и другие теплостойкие и коррозионностойкие стали, содержащие хром, ванадий, молибден и другие легирующие элементы.

Т-ру пресс-формы рекоменд поддерживать 300...350 С. В начале работы форму нагревают газовыми горелками или электрическими нагрева-телями при частично вклю­ченной системе охлаждения, а затем оп-тимальную т-ру поддерж

Обрезку ЛС и приб проводят обычно на фрезерных станках или дисковых пилах. В цехах литья под давлением для удаления литников используют обрубные прессы. Для обрубки отливок широко исполь-зуют также пневматиче-ские зубила и зачистные станки с корундовыми абразивными кругами.

пов-ть очищают в гид-ропескоструйных каме-рах или в галтовочных барабанах.

Никель

один из важнейших промышленных Ме. Он широко использ в совре-менной технике как конст­рукционный и электротехнич металл.

Никель – основа жаропрочных, жаро­стой-ких и коррозионнос-тойких сплавов.

Ρ=8,9г/см³, Тпл= 1455 °С, Ткип=2900°С. Он обладает ГЦК решеткой При температурах ↓ 360 °С ферромагнитен, но магнитные свойства его выражены значительно слабее, чем у железа и кобальта. Никель облад ↑ коррозионной стой­кос-тью в ряде агрессивных сред (морская и пресная вода). При нагреве на воздухе никель взаимод с кислородом с обра­зова-нием оксида никеля.

Наиболее вредными примесями никеля являются сера, кисло­род и углерод. Эти примеси растворяются в жидком никеле, а при кристал-лизации выделяются в виде эвтектик: никель — суль­фид никеля, кисло-род, никель - графит по границам зерен. Эвтек-тика никель - сульфид никеля плавится при 645 °С и вызывает горяче-ломкость Ме при обраб. давлением. Эв­тектики никель - №0 и никель - графит сущ ↓ пластич-ность никеля. Висмут и свинец вызывают горяче-ломкость сурьма и мышьяк ↓ обрабаты-ваемость давл; фосфор и кадмий резко ↓ его мех-кие, физ и техноло-гические св-ва. сплавы классифицируют по хим со­ставу и по области применения. они под­раз-деляются на жаропроч-ные, жаростойкие, кор-розионностой­кие и спе-циальные (с особыми физ св-вами).

Жаропрочные К ним относят сложнолегиро-ванные литейные сплавы серии ЖС, ВЖЛ (ЖСЗ, ЖС6, ЖС6К, ЖС6У, ВЖЛ12, ЖС26, ЖС32, ЖС40) и деформируемые. Они широко ис­поль-зуются в современных газотурбинных двига-телях. Из жаро­прочных никелевых сплавов изгот рабочие лопатки и диски турбины, направляющие лопатки, камеры сгора-ния газо­турбинных дви-гателей. Использ сложно-ле­гированных жаропрочных никелевых сплавов ↑ т-ру газов на входе в турбину с 800 до 1100°С, => знач↑ мощности, ↓ расхода топ-лива, ↑ ресурса и надеж-ности работы дви­гателей. С ↓ т-ры растворимость несколько ↓, но раство-римость хрома в никеле при комнатной темпе­ра-туре довольно ↑ и ≈30 %.

Помимо хрома, алюминия и титана, жаропрочные сплавы на никелевой основе содер-жат еще 6...8 ЛЭ, ко­торые способствуют ↑жароп-рочности, коррозионной и эрозионной стойкости сплавов. легирование матрицы эл-тами, образ тверд р-ры, причем наибольший эффект оказ молибден, вольфрам и хром. Такие эл-ты, как хром, молибден и тантал, об­разуют карбиды, упрочняю­щие пов-ные слои зе­рен.

Алюминий и хром обеспе­чивают стойкость к окисле­нию; хром и титан ↑ стойкость к газовой коррозии. Сплавы никеля с хромом получили название нихромов. К ним относятся Х10Н90, Х20Н80, Х30Н70, Х40Н60, Х50Н50 и др.

Жаростойкие спл облад ↑эл-ким сопротив-лением,=>нихромы и близкие по сост сплавы использ в качестве наг-ревательных эл-тов элек-трических печей сопротивления, работа-ющих в воз­душной атмосфере при т-рах до 1000... 1200 °С. Сплавы на основе системы №~Си отличаются ↑ стой­к в различных сре-дах (серная и органи-ческие к-ты, ра­створы щелочей, морская вода, атмосфера пара при 350...450 С), антифрик-ционными св-вами и стабильностью мех-ких св-в при ↑т-рах.

Монель и никелевая бронза - наиболее расп-ро­страненные сплавы системы N1—Си Ряд сплавов на никелевой основе (хромель, копель, алюмель) применяют для изгот термоэлектродной проволоки. Плавка Особенности — ↑ склонность к взаимод с газами печной атмос-феры. Жид­кий никель растворяет при 1660 °С до 0,5 % кислорода, около 2,5 % углерода и до 43 см³/100 г металла водорода. Выделение водо­рода при крис-таллизации — основная причина газовой порис-тос­ти в отливках. При взаимод с парами воды происходит одновремен-ное загрязнение никеля кислородом и водородом. Плавку никеля в целях предупреждения взаимод с га­зами ведут под слоем флюса, в качестве которого применяют стек­ло, плавиковый шпат, известь, молотый магнезит со стеклом и др. Недопустимо приме-нение древесного угля и гипса. Флюс бе­рут в количестве 3...5 % от массы шихты. Он должен покрывать поверхность расплава слоем тол-щиной 10...15 мм. В большинстве случаев для плавки используют индукционные каналь-ные и тигельные печи, которые позволяют быст-ро дости­гать необхо-димой т-ры и форси-ровано вести процесс. Значительно реже применяют дуговые печи. Выплавку никеля для вакуумной техники ведут в вакуумных индукционных тигель-ных печах при оста-точном давлении 0,66 Па. В качестве шихтовых материалов при плавке чистого никеля исполь-зуют катодный никель Н-0 и Н-1, гранулы никеля и круп­ные отходы собственного пр-ва в кол-ве, не превы­шающем 50 % от массы шихты. Недопустимо использ ка­тодные листы с нарос-тами на пов-ти. сначала в печь загружают отходы, поверхность кото­рых засыпают флюсом. По мере расплавления Ме сразу или частями вводят катодный никель. Листы никеля предварительно разрезают на куски размером 150 х 150 мм, просушивают, а в некоторых случаях (при большом содержании водорода) отжига­ют. Плавку ведут на форсированном режиме, не допуская пере­грева расплава. При т-ре расплава 1500...1600°С его очищают от кис­ло-рода и серы. С этой целью в расплав вводят раскислители и десуль-фуризаторы. Фасонные отливки из никелевых сплавов изготавливают лить­ем в разовые формы — ПФ и керамические (по выпл-­мым моделям). Пф применяют для изготовления относительно массивных и больших по габаритам отл. Ввиду того что никелевые сплавы имеют большую ли­тейную усадку (2 %) и склонны к газонасыщению, ПФ должны быть податливы и иметь ↓ газотворность и ↑ газо-проницаемость (не менее 80 см³/см²). Для изгот отливок, работающих в условиях ↑ давлений, применяют сухие окра-шенные формы; для менее ответственных отл с толщиной стенок менее 15 мм — сырые или подсушенные. Для окраски форм использ водную графи­товую краску, содержащую 5 % каолина и 1 % крепителя. Для окраски можно использовать также порошок сплава алюми-ния с магнием, хорошо предохраняющий распл от взаимод с влагой формы, циркон, силлима-нит и другие материалы. В каче­стве противопригарной присадки в формовочную смесь вводят до 5 % графита.

Для заполнения литейных форм расплавом применяют рас­ширяющиеся литниковые системы с нижним или щелевым рас­средоточенным подводом металла в тонкие части отливок, обес­печивающие равномерное распределение температуры по их се­чению. Холодильники.

СВ-ВА ТИТАНА

Температура плав­ления титана 1668 °С, температура кипения 3000 С. Титан имеет две аллотропические модификации. Низ­котемпературная а-модифмкация существует до 882,5°С, обла­дает ГП решеткой. Высокотемпературная ОЦК. Плотность титана при комнатной температуре равна 4,50 г/см’.

Титан высокой чистоты обладает хорошей пластичностью и низкой прочностью (при 20 °С а_в = 200...250 МПа, 6= 50... 60 %).

Титан технической чистоты содержит примеси: кислород, азот, водород, углерод и др., которые значительно увеличивают твер­дость и прочность титана и уменьшают его пластичность. Модуль упругости титана невелик (Е = 112 гПа).

В ряде агрессивных сред титан обладает высокой коррозион­ной стойкостью, которая и большинстве случаев выше, чем у луч­ших марок нержавеющих сталей. Такое поведение титана связа­но с образованием на его поверхности плотной оксидной пленки ТО₂, которая надежно защищает металл от окисления до темпе­ратур 300...500 °С. Поэтому титан химически инертен в тех сре­дах, которые либо не разрушают ТЮ₂, либо способствуют ее об­разованию. Титан устойчив в разбавленной до 5 % серной кисло­те, уксусной и молочной кислотах, сероводороде, во влажной хлорной атмосфере, в царской водке, в морской воде и в ряде других агрессивных сред.

Титан получают магниетермическим способом. Исходным сы­рьем являются руда, содержащая главным образом рутил ТЮ₂ и ильменит Т1реО_г Из руды получают титановую губку, которая является сырьем для производства титана и его сплавов. Она пред­ставляет собой пористый бесформенный материал серого цвета со сравнительно небольшой плотностью (800...2500 кг/м³). Путем переплавки в вакуумных печах титановая губка перерабатывается в компактный металл — слиток (см. гл. 18).