Cтраница 1
Необратимое увеличение объема ( рост) резко сказывается при переходе через температуру фазовых превращений и доходит до 30 %, но обычно не превосходит 3 % при нагреве до 500 С. [1]
Рост чугуна представляет собой необратимое увеличение объема чугунных деталей, работающих в условиях температур выше 400 - 450 С, и является следствием процессов разрыхления чугуна из-за его окисления, выделения графита и газов из твердого раствора. Повышение температуры нагрева и особенно многократное прохождение критического интервала, а также неплотность металла, значительные графитовые включения, увеличение газов в металле резко увеличивают-рост чугуна. [2]
У обычного серого чугуна необратимое увеличение объема во времени появляется уже при нагревах до 400 С. Рост чугуна отрицательно сказывается на длительной работе деталей и нередко вызывает поломки сопряженных деталей машин. [3]
Растворно-осадительный механизм роста, приводящий к необратимому увеличению объема вследствие развития диффузионной пористости, изучен применительно к графи-тизированным сплавам железа, никеля и кобальта. С углеродом указанные металлы образуют растворы внедрения и сильно различаются от него коэффициентами диффузии. Большое различие в диффузионной подвижности имеет место и в сплавах других металлов и неметаллов. Но при гермоциклировании этих сплавов, когда многократно повторяются процессы растворения и выделения избыточных фаз, накопление пор не обнаруживается. Число изученных систем невелико, но по крайней мере в микроструктуре термоциклированных твердых растворов на основе хрома и никеля, меди и титана, алюминия и меди, алюминия и кремния и некоторых других поры не выявлены. В указанных системах компоненты образуют растворы замещения п в них реализуется вакансионный механизм диффузии. [4]
При исследовании влияния режима термоциклирования в работе [211] обнаружен экстремальный характер зависимости необратимого увеличения объема от темпа смены температуры. [5]
Характерной особенностью поведения чугуна при высоких температурах является его рост, связанный с необратимым увеличением объема. Этот рост особенно увеличивается при термоциклировании - периодическом нагреве и охлаждении. Причинами роста чугуна являются графитизация при нагреве и выделение растворенного углерода на новых центрах графитизации при охлаждении, а также проникновение кислорода во внутрь изделия, приводящее к окислению металлической матрицы чугуна особенно по границам включений графита или по границам зерен. Рост весьма велик, когда имеет место неодновременное Fea FeY превращение в различных слоях металла при частых колебаниях температуры. Это приводит к объемным изменениям, создающим сжимающие и растягивающие напряжения, обусловливающие возникновение микротрещин. Микротрещины сами увеличивают объем чугуна и служат добавочными каналами для окисления металлической основы агрессивными газами. [6]
Таким образом, при термоциклировании сплавов алюминия с медью, кремнием и цинком происходит необратимое увеличение объема и развитие пористости. Одним из необходимых условий образования пор является оплавление. Ускорение охлаждения, как и в случае малорастворимых примесей, способствует возрастанию объема. Результаты исследования влияния различных факторов на рост алюминиевых сплавов при термоциклировании с оплавлением в общем согласуются с данными работ [210-212], полученными на анизотропном в отношении термического расшкрени. Вместе с тем вследствие различной склонности сплавов к росту и отсутствия напряжений термической анизотропии необходим обстоятельный анализ влияния оплавления. [7]
При термоциклировании образцов серого чугуна изложниц по режиму 950 650 С в вакууме и аргоне происходит необратимое увеличение объема. После 100 циклов объем образцов увеличился на 30 - 40 % без изменения веса. [8]
Ограничения по применению чугунных отливок в котлах и трубопроводах обусловлены относительной хрупкостью чугуна и склонностью к росту - необратимому увеличению объема. В результате роста чугуна искажаются размеры деталей и снижается их прочность. [9]
Низкие механические свойства серого чугуна ( предел прочности при растяжении и изгибе, ударная вязкость), а также склонность его к росту ( необратимому увеличению объема) при повышенных температурах, сопровождающемуся резким снижением прочности, ограничивает применение его в нефтезаводском оборудовании для высоконагруженных элементов, при ударных и знакопеременных нагрузках, а также при повышенных температурах. [10]
Величину зазора рассчитывают с учетом следующих факторов: рабочей температуры в цилиндре, коэффициентов линейного расширения материалов цилиндра и поршня, минимальной толщины смазывающего слоя, необратимого увеличения объема чугуна при первоначальном нагреве. [11]
Необратимое увеличение объема этих сплавов осуществляется в результате своеобразного проявления растворио-осадителыюго механизма роста, в котором строительный материал избыточной фазы ( водород) поступает при термоциклировании извне. [12]
Только жароупорные чугуны с присадкой никеля и хрома выдерживают нагрев до 800, но при этой температуре они не могут нести каких-либо длительных нагрузок. Известно также, что температура порядка 400 - 500 вызывает необратимое увеличение объема чугуна. Это явление принято называть ростом чугуна. [13]
С увеличением числа термоциклов вклад их должен уменьшаться и, возможно, с этим связано некоторое снижение темпа роста, наблюдаемое на сплавах А1 - Си. Чередование процессов растворения и выделения жидкой фазы, по-видимому, не может привести к большому необратимому увеличению объема, поскольку образующиеся при растворении жидкости поры при последующем охлаждении в основном заполняются жидкостью, выделившейся из твердого раствора. Многократные медленные нагревы и охлаждения, выполненные с целью провоцирования процессов растворения и выделения жидкого олова и кадмия, не сильно изменяли удельный объем алюминиевых сплавов. [14]
С малой температурной зависимостью растворимости углерода в ОЦК-железе связана и повышенная ростоустойчивость графитизированных железных сплавов. Чугали и силали, в которых благодаря легированию алюминием и кремнием сохраняется ферритное состояние металлической основы чугуна при нагревах до 900 - 1000 С, при термоциклировании не испытывают необратимого увеличения объема. Присутствие метастабиль-ного цементита снижает ростоустойчивость чугуна и стали, ибо происходящая при термоциклировании графитизация цементита сопряжена с увеличением объема. [15]