Способ исследования процесса усадки полых слитков

Способ исследования процесса усадки полых слитков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19I (1И

А1 (51)4 В 22 D 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОЮИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ", "

H ABTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3848625/22-02 (22) 29 ° 01. 85 (4б) 30.08.86. Бюл. И 32 .(71) Краматорский научно-исследовательский и проектно-технологический институт машиностроения (72) М.Я. Бровман, И.К. Марченко и Т.В. Сафронова (53) 621.746,047(088.8) (56),Патент ФРГ У -3238202, кл. В 22 D 17/20, 1984, (54)(57) 1. СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОЦЕССА УСАДКИ ПОЛЫХ СЛИТКОВ, включающий заливку жидкого металла в составную форму и измерение усилий,, действующих между ее частями в процессе кристаллизации, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повьппения точности измерения, перед залиькой; кидкого металла в форму в местах зазоров между ее составными . частями устанавливают твердые участки корки слитка.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что участки корки слитка предварительно нагревают до температуры, равной 0,80-0,98 темп— ратуры плавления металла слитка.

3. Способ по . 1, о т л и ч аю шийся тем, что в твердых участках корки слитка предварительно создают трещины.

1 125

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при экспериментальных исследованиях процесса усадки попых слитков.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг. 1 изображена схема сборки формы; на фиг, 2 — схема кристаллизации в.форме слитка; на фиг. 3 схема применения участков корки слитка с трещинами.

На чертежах приняты слепующие обозначения: кристаллизатор 1, составные части 2 и 3 внутреннего кристаллизатора (дорна), участки 4 и 5 корки слитка, формирующая корка слитка 6, кольцевая мессдоэа 7. защитный экран, Способ осуществляют следующим образом.

Первая операция заключается в сборке формы, при этом в кристаллизатор 1 устанавливают составные части 2 и 3 дорна, соединенные в местах расположения зазоров участками 4 и

5 корки слитка 6. Их крепят к частям

2 и 3 точечной сваркой или клеем.

Предварительно мессдозу 7, имеющую форму кольца с наклеенными на него тензодатчиками, тарируют., Участки

i4 и 5 изготовлены из того же металла„ что и отливаемый слиток. Tiocле сборки формы приступают Ко вто"рой операции которая состоит иэ заливки в форму жидкого металла, для стали, например, при 500-1510 С.

Третья операция — это измерение усилий, действующих на две составные части 2 и 3 дорна в процессе кристаллизации корки <литка 6. Зта корка соединяется с заранее изготовленными ее уча" òêàìè 4 и 5 корки слитка и по мере усадки сжимает дорн. Это усилие воспринимает кольцевая мессдоза 7,, на которой наклеены про BpBpoBGHHbIB тенэодатчики. усилие на мессдозе равно =: 6 df, где cI — диаметр дорна", F — нормальное давление со стороны корки слитка 6 на дорн диаметром д и длиной l . Слиток может быть неподвижен относительно дорна либо перемещаться вдоль оси дорна„ как при непрерывном литье.

Последняя — четвертая операция осуществляется после окончания кристаллизации слитка и заключается

3714 она в снятии слитка с дорна и извле— чении его иэ кристаллиэатора 1.

Для тугоплавких металлов разогрев участков 4 и 5 корки слитка приводит к их заметному удлинению в процессе кристаллизации, что искажает результаты измерений усилий усадки (эти усилия будут занижены). Для повышения точности в этом случае целесообразно нагреть участки 4 и 5 до температуры, равной 0,80-0,98 температуры плавления металла слитка, например для стали при 1„= 1500 С и нагреве менее, чем на Ф = 0„80т„ т.е менее, чем до 1200 С возможен нагрев на 300 С, что приводит к расО ширению на величину, большую, чем

d.ы = (1 — 1: ) = 10 300 = 3 ° 10 что составляет от полной усадки, равной с t = 15 10, более чем 207 (At — перепад температур; d. — коэффициент линейного расширения. Превышение верхнего предела, разного

0,98t:, может привести к опасности оплавления металла (ввиду наличия легкоплавких прослоек на границах ере .Н} .

Пример, При отливке круглого гьолого слитка из ст. 45 с диаметром дорна 300 мм и наружным диаметром

600 мм наружныи кристаллизатор

:;ыполнен в виде медной гильзы толщиной 60 мм в стет"ьнам корпусе с пазами для охлаждающей воды. Дорн выпочнен составным .;::з частей 2 и 3 в форме участков, разделенных зазором

12 ьж. Вертикально вдоль этих зазоров устанавливают до подачи в кристаллизатор расплав корки слитка из ст. 3 в форме дуг окружностей радиусом .50 мм, шириной 20 мм и толщиной 5 мм по всей высоте кристаллизатора, равной 840 ьж, К частям 2 и 3 эти участки 5 корки крепят клеем, например БФ ". После заливки в кристаллизаторе формируется корка слитка, например,, за одну минуту

2.,5 см толщиной. На части 2 и 3 наччнают действовать сны, воспринимаемые мессдозами ". Поскольку части

2 и 3 расположены с зазорами и соединены только мессдозами, то именно эти мессдозы определяют всю силу усадки. После одной минуты при толщине корки 2,5 см и средних напряжениях в ней 6,0 МПа (60 кг/см ) си2 ла составит

2-84 2,5-60 = 252 кН (25,2 т).

1253714

Составитель Л. Дымшиц

Техред А.Кравчук Корректор Т. Колб

Редактор Т. Парфенова

Заказ 4664/14 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, .". Ужгород, ул. Проектная, 4

При этом запись силы, воспринимаемой мессдозами позволяет изучать процесс усадки. Одновременно можно измерять известным способом температуру слитка или толщину его кор- 5 ки (ультразвуком).

Способ позволяет повыси ь точность измерения напряжений, возникающих при кристаллизации слитка, а также экспериментально оценить влияние трещин, так как их можно нанести на участки 4 и 5 корки заранее, до установки их в форму на участки зазоров. Трещины можно нанести заданной глубины и длины и исследоватЬ. их размеры после окончания затвердевания. Это позволяет оценить не только усилия при наличии трещин, но и определить трещины каких размеров распространяются вглубь и как именно. Трещины можно создать растяжением либо вырезав участки 4 и 5 из слитка с трещинами (использовать для них дефектные участки слитка).