Bài giảng Công nghệ đúc - Chương 2: Cơ sở lý thuyết quá trình hình thành vật đúc (Phần 3) cung cấp cho học viên những kiến thức về co ngót trong quá trình đông đặc của vật đúc, ứng suất trong vật đúc, biện pháp giảm ứng suất dư,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ đúc - Chương 2: Cơ sở lý thuyết quá trình hình thành vật đúc (Phần 3)
CHƢƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
QUÁ TRÌNH
HÌNH THÀNH VẬT ĐÖC
PHẦN 3
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 1
6. CO NGÓT TRONG
QUÁ TRÌNH ĐÔNG ĐẶC
CỦA VẬT ĐÖC
Từ khóa: Contraction; Shrinkage;
Void; Porosity
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 2
6.1. MỞ ĐẦU
Trong quá trình đông
đặc và làm nguội, phần
lớn các KL và HK đều
giảm thể tích hiện
tượng co
Hệ quả của co:
- Làm thay đổi kích
thước VĐ
- Tạo các điều kiện hình
thành lõm co, xốp co Sự thay đổi khối lượng riêng
trong vật đúc HK Al-Si theo nhiệt độ
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 3
6.1.1. Co của HK đúc ở trạng thái lỏng
Xảy ra trong khoảng từ T rót đến TL
Thể hiện bằng mức tụt xuống của bề mặt
KL rót vào khuôn
Quá trình co lỏng cũng xảy ra trong cả
khoảng đông
Mức độ co lỏng tăng khi tăng T rót
Độ co thể tích khi KLL giảm 1000C:
- Gang lỏng: 1,1%
- Thép cacbon: 1,3 – 1,7%
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 4
6.1.2. Co của HK đúc trong quá trình
đông đặc
Hầu hết các hợp
kim, khi chuyển từ
lỏng sang rắn, thể
tích của VĐ giảm
Ngoại lệ: gang xám
- Sự tiết ra graphite làm
tăng thể tích
- 1% graphite tiết ra
làm tăng khoảng 2%
thể tích
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 5
6.1.3. Co của HK đúc khi làm
nguội ở trạng thái rắn
Hầu hết KL, HK khi làm nguội ở trạng thái rắn đều
giảm thể tích
Hệ số co thể tích ở trạng thái rắn thường nhỏ hơn
ở trạng thái lỏng và giảm dần theo T
Trường hợp ngoại lệ: quá trình nguội có kèm
chuyển biến pha làm tăng thể tích (thường không
đáng kể, xem hình trang bên)
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 6
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 7
Độ co tổng
V= VL VK VS
V: độ co tổng
VL: co ở trạng thái lỏng
VK: co trong quá trình đông đặc
VS: co ở trạng thái rắn
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 8
Minh họa
quá trình co
từ trạng thái
lỏng đến khi
vật đúc
đông đặc
hoàn toàn
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 9
6.1.4. Các khuyết tật gắn liền sự co
Co ở trạng thái lỏng và
đông đặc: nguyên nhân của
lõm co và xốp co
Co ở trạng thái rắn: nguyên
nhân của sự sai lệch kích
thước, hình thành ứng
suất, biến dạng, nứt
6.2. LÕM CO
6.2.1. Nguyên nhân hình thành
Là các lỗ rỗng tập trung
được hình thành ở cuối giai
đoạn đông đặc do không
còn KLL để bù co
Do lực trọng trường, lõm co
thường nằm ở phần trên
của VĐ
Nếu có biện pháp bù co
thích hợp, lõm co sẽ nằm ở
phần vật đúc mà sau này sẽ
cắt bỏ đi: đậu ngót
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
6.2.2. Hình dạng lõm co
Hình dạng lõm co phụ thuộc vào cường
độ nguội theo các phương khác nhau của
vật đúc
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 12
6.3. XỐP CO
6.3.1. Nguyên nhân hình thành
Xốp co: tập hợp các lỗ rỗng nhỏ được hình
thành do sự co của KL trong những vùng thể
tích vô cùng bé không được bù co trong quá
trình đông đặc
Trong vùng 2 pha, trong vùng khó bù co, vào
cuối giai đoạn đông đặc:
- Các kênh bù co giữa các nhánh cây thu hẹp
- Độ sệt KLL cao
KLL không thể bù co cho phần KL giữa các nhánh
cây tạo nên các xốp co tế vi
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 13
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 14
Vùng khó bù co
Xét một VĐ đang đông
đặc, góc được hình thành
bởi 2 mặt đông đặc tiến từ
thành khuôn được gọi là
góc đông đặc
Độ dài của vùng 2 pha
theo tâm nhiệt của vật đúc
gọi là vùng khó bù co
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 15
Vùng khó bù co
Vùng khó bù co
càng lớn nếu
chiều rộng vùng 2
pha càng lớn và
góc càng nhỏ
6.3.2. Các dạng xốp co
a. Xốp co phân tán
Xốp co phân tán trong
toàn thể tích vật đúc
Thường quan sát khi
đúc các HK đồng, HK
nhôm
b. Xốp co tập trung
Ở các vị trí:
- Các thành dày của vật
đúc
- Các vùng bị quá nhiệt
- Xốp co đường tâm
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 18
Sự hình thành xốp co đƣờng tâm
Hình thành vùng 2 pha hẹp ở
tâm VĐ
Các tinh thể nhánh cây lớn
lên từ các mặt kết tinh đối
diện nhau cách li vùng 2
pha thành nhiều phần
Trong các vùng bị cách li,
xốp co hình thành có dạng
tương tự lõm co trong VĐ
hình trụ đông đặc theo mặt
bên
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 19
Các biện pháp ngăn ngừa xốp co
đƣờng tâm
Tạo quá trình đông đặc có hướng
Thu hẹp vùng 2 pha
Tạo áp suất cao lên KLL trong quá trình
đông đặc
Sử dụng tác động rung/siêu âm để làm liên
thông giữa đậu ngót với vùng cần bổ ngót
Thay đổi kết cấu VĐ để giảm xốp co đường
tâm
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
