|
Страница 2 из 3 На образование холодных трещин могут оказывать влияние также и временные температурные напряжения. Так, например в данном случае ступицу выбили бы через 2,5 мин после охлаждения ее втулки. При этом вследствие ускорения охлаждения отливки после заливки разность температур между втулкой и диском возросла бы до 135°. Разность температур 135° — 80° = 55° была бы вызвана ускорением остывания диска и привела к возникновению временных температурных напряжений сжатия во втулке и растяжения в диске. В данном случае остаточные и временные напряжения имеют противоположные знаки. Так как температурные напряжения прямо пропорциональны разности температур, то остаточные напряжения в детали будут больше временных в 1,3 раза. Кроме того, напряжения тем больше, чем выше модуль упругости материала. Сследует стремиться к созданию нежестких несвязанных конструкций, в которых в результате местных деформаций остаточные напряжения не достигают опасной величины. С этой же целью иногда крупные отливки делят на несколько частей. Например, отливку крупного маховика делят на два полукольца. После механической обработки их соединяют болтами. Напряжения и искривления каждого полукольца получаются меньшими, чем целого кольца. Как указывалось, вероятность образования трещин тем больше, чем меньше пластичность и прочность сплавов. Поэтому при равных остаточных температурных напряжениях в отливках из стали, серого и белого чугуна наибольшая опасность образования холодных трещин в менее пластичном белом чугуне. Меры по предотвращению холодных трещин. Мероприятия но предупреждению образования холодных трещин сводятся к соответствующим мерам по предотвращению возникновения значительных остаточных напряжений. Хорошие результаты могут быть получены при повышении показателей прочностных и пластических свойств металла отливки. В сталях такие элементы, как углерод, хром, марганец и т. п., понижая пластичность, способствуют образованию холодных трещин; стали с пониженным содержанием углерода и легирующих элементов менее склонны к образованию подобных дефектов. Для предупреждения возникновения холодных трещин особенно важно, чтобы отливка не имела стенок различной толщины. Таким образом, уменьшение жесткости отливок путем замены деформации растяжения деформацией изгиба способствует снижению остаточных напряжений и исключению холодных трещин. При этом некоторые части отливок могут покоробиться. Однако не всегда целесообразно использование податливых конструкций отливок с изгибающимися ребрами, дисками или спицами, так как большой их изгиб может вызвать концентрацию напряжений. Так, в верхних ребрах ролика из белого чугуна (рис. 58, а) наблюдались холодные трещины, иногда переходившие в диск. Эти трещины возникали в результате значительной концентрации напряжений при изгибе диска под действием остаточных температурных напряжений. Нижние ребра, подвергающиеся сжатию, трещин не имели. При удалении верхних ребер исчезает концентрация напряжений, и трещины не образуются. Однако при этом жесткость верхней половины ролика недопустимо снижается. В практике литейного производства одним из наиболее распространенных способов уменьшения остаточных напряжений в отливках является их термическая обработка. Отливки нагревают до таких температур, при которых пластичность их материала значительно увеличивается, предел текучести понижается, происходит пластическая деформация и напряжении уменьшаются. При дальнейшем охлаждении отливки с высоких температур в них могут опять возникнуть температурные и фазовые напряжения. Поэтому при термической обработке, проводимой с целью уменьшения внутренних напряжений, необходимо выравнивание температуры по сечениям отливки при выдержке и последующем охлаждении.
|
