Образованию микрорыхлоты

Для решения этой проблемы ИИПТ НАН Украины разработан и физически обоснован высокоэффективный технологический процесс прессово-термической электрогидроимпульсной (ПТЭГ) сварки, сущность которого заключается в определенном сочетании электрогидроимпульсной запрессовки в термообработки. Весьма высокое качестве соединений при ПТЗГ сварке достигается благодаря образованию металлических связей на площади не менее половины площади сопряжения труб с трубной решеткой.

ния. Прессование пудры под давлением 30—70 кг/мм2 приводит к разрушению окисной пленки и образованию металлических контактов. Окисная пленка распределяется равномерно по всему объему брикета, который подвергают спеканию и деформации. Размер окисных частиц в готовых изделиях будет несколько меньше, чем у частиц порошка, из которого приготовлен сплав, а размер зерна в прутках после экструзии брикетов примерно равен расстоянию между окисными частицами, изменяющемуся от 1 до 0,1 микрона. Поэтому сплавы типа САП отличаются мелкозернистой структурой.

Только тогда, когда учитываются в комплексе способность металлов и сплавов к образованию металлических связей и влияние на их возникновение и развитие адсорбированных пленок на поверхностях трения, представляется возможным решать теоретические и практические вопросы по управлению процессом схватывания металлов.

Таким образом, на поверхности этих металлов в весьма широком диапазоне условий трения всегда имеются, защитные неметаллические пленки, препятствующие металлическому контакту и образованию металлических связей, т. е. схватыванию металлов.

Процесс схватывания первого рода возникает и развивается главным образом в результате обычной пластической деформации поверхностных слоев металла под действием механических сил, возникающих при трении. Пластическая деформация в этом случае способствует образованию ювенильных поверхностей трения металлов, их сближению, образованию металлических связей и обусловливает интенсивность и характер разрушения поверхностей трения. Этот процесс не связан с влиянием температуры и диффузионными явлениями.

процессы, в первую очередь окислительные, которые препятствуют образованию металлических контактов и развитию процессов схватывания металла. В этом диапазоне происходит малый износ образцов.

В результате проведения этих мероприятий на поверхности трения деталей образуются прочные пленки, которые в течение 450 возвратно-поступательных циклов (4500 мм пути) при удельных нагрузках 1200 кг/см2 и скоростях относительного перемещения 0,0005 м/сек не разрушаются, препятствуют образованию металлических контактов и полностью устраняют в данных условиях возникновение процесса схватывания первого рода.

Полная теория скачкообразного скольжения с учетом зависимости силы кинетического трения от скорости была развита автором книги совместно с Д. М. Толстым и В. Э. Пушем. Английский физик Боуден и его сотрудники, много занимавшиеся исследованием этого явления, приписывали скачки при трении металлов образованию металлических мостиков в результате сваривания металлов под влиянием тепла трения, развивающегося в точках контакта. Точным расчетом было доказано, что такое объяснение неправильно. В то же время оно неспособно объяснить скачки при трении неметаллических тел, таких, например, как дерево, и, наконец, оно является излишним, так как одна уже зависимость силы трения от продолжительности контакта способна количественно объяснить все особенности явления.

Химическая модификация поверхностей трения зависит от наличия в смазочном материале химически активных веществ, взаимодействующих с металлическими поверхностями, снижающими предрасположенность поверхности к образованию металлических связей, препятствующих схватыванию и повышенному износу в тяжелых режимах трения. В качестве критерия, учитывающего химическую модификацию, можно

1. Изнашивание является одним из видов поверхностного деформирования и разрушения материалов, осуществляемых в условиях сложной схемы напряженного состояния. Даже при очень малых нормальных нагружениях деформация единичного контакта носит упруго-пластический или пластический характер. Приложение сдвигающих сил при относительном перемещении контактируемых поверхностей создает облегченные условия к пластическому оттеснению материала, нарушению сплошности адсорбированных пленок окислов и, при благоприятных условиях взаимодействия, к образованию металлических связей. Даже при ничтожно малых скоростях скольжения, когда влиянием элементов температурного поля можно пренебречь, величина остаточного оттеснения материала существенно зависит от характера движения. Поэтому при разработке методики и создании установок для проведения лабораторных испытаний необходимо стремиться к тому, чтобы характер движения элементов пары трения и условия взаимодействия контактирующих неровностей соответствовали или приближались к реальным условиям работы соответствующих деталей машин и механизмов.

В начальный момент сближения в точках касания разрушается слой осажденных на поверхности примесей и появляются "островки" металлических соединений. При возрастании давления площадь контактирования поверхностей (сближения до расстояний начала действий межатомных сил притяжения) увеличивается. Вследствие большой плотности контакта соединяемые поверхности не сообщаются с атмосферой, поэтому новые оксидные и жировые пленки не образуются, а имевшиеся до этого частично выдавливаются из зоны соединения наружу, частично диффундируют в глубь металла и не препятствуют образованию металлических связей. Необ-

Склонность к образованию микрорыхлоты 5 условных единиц. Минимальная толщина стенок при литье в песчаные формы 4 мм. Обрабатываемость режущим инструментом отличная. Свариваемость сплава неудовлетворительная. При газо-во-ацетиленовой заварке по месту сварки часто образуются рыхлоты и трещины. Во избежание возможного выплавления легкоплавкой составляющей в процессе нагрева сплава для последующей закалки рекомендуется проводить нагрев в два этапа: 1) нагрев до 330—340° С с выдержкой при этой температуре

Области применения. Сильная склонность сплава к образованию микрорыхлоты, сравнительно высокая горячеломкость и большая усадка вызывают затруднения при производстве сложного фасонного литья. Поэтому не рекомендуется применять сплав МЛ4 для литья в кокиль и под давлением. Сплав целесообразно использовать для литья деталей средней нагруженное™ (отливки можно не подвергать термической обработке). В термически обработанном состоянии сплав может применяться для изготовления высоконагруженных деталей, подверженных высоким статическим и динамическим нагрузкам.

Линейная усадка 1,2—1,3%. Объемная усадка от температуры 800° до темие-ратуры солидуса 5,45%. То же от температуры солидуса до температуры ликвидуса 3,77%. Склонность к образованию микрорыхлоты 2 условных единицы. Минимальная толщина стенок при литье в песчаные формы 4 мм. Обрабатываемость сплава режущим инструментом отличная. Аргоно-дуговой сваркой и кислородно-ацетиленовой сваркой сплав сваривается удовлетворительно.

Объемная усадка от температуры 800° до температуры солидуса 4,71%. То же от температуры солидуса до температуры ликвидуса 3,6%. Склонность к образованию микрорыхлоты 3 условных единицы. Минимальная толщина стенки при литье в песчаные формы 3 мм. Обрабатываемость сплава режущим инструментом отличная.

Металлический кальций вводят непосредственно в расплав. В процессе плавки кальций взаимодействует с присутствующим во флюсе хлористым магнием Поэтому кальция вводят в шихту на 25% больше, чем нужно получить по анализу. Температура литья 700—800° С. Жидкотекучесть по длине прутка 250 мм. Горячеломкость по ширине кольца 32,5—37,5 мм. Линейная усадка 1,2— 1,3%. Склонность к образованию микрорыхлоты 1 условная единица. Минимальная толщина стенки при литье в песчаные формы 4 мм. Обрабатывается режущим инструментом отлично. Сваривается сплав плохо.

помимо цинка и циркония, лантан, уступает сплаву МЛ 12 по пластичности и пределу прочности при 20°, но превосходит последний по жаропрочности и технологич. св-вам — сплав сваривается аргонодуго-вым методом, мало склонен к образованию микрорыхлоты и горячих трещин в отливках. Сплавы МЛ12 и МЛ15 по сопротивлению ползучести превосходят сплав МЛ5 и применяются для деталей, длительно работающих при темп-pax до 200° и кратковременно — до 250° (при нагружении до 5 мин. детали из сплава МЛ15 могут применяться до 350°). Оба сплава имеют леек, повышенную коррозионную стойкость по сравнению со сплавом МЛ5. Сплавы МЛ12, МЛ15 рекомендуются для литья в песчаные формы и в кокиль; МЛ5 и МЛ6 — для литья в песчаные формы, в кокиль и под давлением. М. с. л. применяются гл. обр. в термически обработ. состоянии: сплав МЛ5 — после закалки, МЛ12 и МЛ15 — после старения.

Жаропрочные литейные магниевые сплавы обладают неск. повышенной коррозионной стойкостью по сравнению со сплавом МЛ5, наилучший среди них — сплав ВМЛ2. Эти сплавы имеют малую склонность к образованию микрорыхлоты в отливках. Литые детали из них характеризуются повышенной герметичностью. Отливки имеют однородные механич. св-ва, мало изменяющиеся в зависимости от толщины сечения. Механич. св-ва сплавов на образцах, вырезанных из деталей, близки св-вам отдельно отлитых образцов. Сплавы хорошо свариваются аргонодуговым способом. Применяются в большинстве случаев после термич. обработки — закалки и старения, за исключением сплава МЛН, используемого часто без термич. обработки. К сплавам повышенной герметичности относятся высокопрочный MJI15, жаропрочные МЛ9, МЛ10, МЛН,МЛ14, ВМЛ1, ВМЛ2 и сплав средней прочности МЛЗ.

Склонность к образованию микрорыхлоты (средний балл микрорыхлоты при содержании водорода 20 &м3 в 100 г) 70,0 40,0 24,1 30,0

сплава МЛ5) по различным сечениям меха-нич. св-вами, близкими к св-вам отдельно отлитых образцов. М. с. л. ж. менее склонны к образованию микрорыхлоты в отливках и обладают высокой герметичностью. При проектировании литниковых систем следует учитывать повышенную усадку при затвердевании М. с. л. ж. по сравнению со сплавом МЛ5. Для предотвращения загорания металла в формах в формовочные и стержневые смеси, в краску для кокилей вводятся те же защитные присадки, что и для сплава МЛ5 (см. Магниевые сплавы].

Сплавы МЛЗ и МЛ7-1 обладают удовлетворит, коррозионной стойкостью. Для защиты от коррозии детали оксидируют (см. Оксидирование магниевых сплавов) и наносят лакокрасочные покрытия (см. Лакокрасочные покрытия магниевых сплавов). Сплав МЛЗ имеет низкие литейные св-ва— высокую склонность к образованию горячих трещин (при испытаниях на горяче-ломкость 1-я трещина образуется при ширине кольца 42,5 мм, тогда как у сплава МЛ5 — при 30—35 мм), низкую жидкоте-кучесть (длина прутка пробы на жидкоте-кучесть 215 мм, а у сплава МЛ5 — 290— 300 мм). Линейная усадка 1,4—1,6%. Плотность отливок хорошая, сплав мало склонен к образованию микрорыхлоты. Сплав МЛ7-1 имеет удовлетворит, литей-вые св-ва: длина прутка пробы на жидко-текучесть 250 мм, 1-я трещина при испытаниях на горячеломкость образуется при ширине кольца 32,5—31,5мм. Линейная усадка 1,2—1,5%. Плотность и герметичность отливок неск. выше, чем из сплава МЛ5. Сплавы МЛЗ и МЛ7-1 удовлетворительно свариваются аргонодуговой и кислородо-ацетиленовой сваркой. Сплав МЛЗ предназначен для отливки деталей простой конфигурации, от к-рых требуется повышенная герметичность (детали корпусов насосов, различной бензо-масляной арматуры, баки и др.), он может быть также использован для отливки деталей, испытывающих ударные нагрузки. Макс, рабочая темп-pa сплава МЛЗ не выше 200°. Из сплава МЛ7-1 отливаются корпусы насосов, детали масляных агрегатов, двигателей, длительно работающие в интервале темп-р от 150 до 200°.

Сплав МЛ4. Сильная склонность сплава к образованию микрорыхлоты, сравнительно высокая горячеломкость и большая усадка вызывают затруднения при производстве сложного фасонного литья. Поэтому не рекомендуется применять сплав МЛ4 для литья в кокиль и литья под давлением. Сплав целесообразно использовать для литья деталей средней нагруженности. В этом случае отливки можно не подвергать термической обработке. В термически обработанном состоянии сплав может применяться для высоконагруженных деталей, подверженных высоким статическим и динамическим нагрузкам. Отливки из сплава повышенной чистоты могут работать в тяжелых атмосферных условиях (высокой влажности, тропического и морского климата).