Bài giảng Công nghệ đúc - Chương 2: Cơ sở lý thuyết quá trình hình thành vật đúc (Phần 3)

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 trích xuất từ tài liệu:
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 TRÌNHHÌNH THÀNH VẬT ĐÖC PHẦN 3 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 1 6. CO NGÓT TRONGQUÁ TRÌNH ĐÔNG ĐẶC CỦA VẬT ĐÖCTừ 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 36.1.1. Co của HK đúc ở trạng thái lỏngXảy ra trong khoảng từ T rót đến TLThể hiện bằng mức tụt xuống của bề mặt KL rót vào khuônQuá trình co lỏng cũng xảy ra trong cả khoảng đôngMức độ co lỏng tăng khi tăng T rótĐộ 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 đặcHầu hết các hợp kim, khi chuyển từ lỏng sang rắn, thể tích của VĐ giảmNgoại 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 6PGS.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 8Minh họaquá trình cotừ trạng tháilỏng đến khivật đúcđông đặchoàn 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 coHình 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 13PGS.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 coVùng 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 tâmPGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 18 Sự hình thành xốp co đường 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 đường tâmTạo quá trình đông đặc có hướngThu hẹp vùng 2 phaTạo áp suất cao lên KLL trong quá trình đông đặcSử dụng tác động rung/siêu âm để làm liên thông giữa đậu ngót với vùng cần bổ ngótThay đổi kết cấu VĐ để giảm xốp co đường tâm PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 20 ...