Курсовая работа: Анализ процесса взаимодействия сплава АЛ11 с газами

Сплав АЛ11 (АК7Ц9)

Плотность =2940 кг/м³

Предел прочности на разрыв (Н/мм² ) =250 (Н/мм² )

Т_sol =570^o C

T_liq =662^o C

∆T_кр =92

Основной химический состав

Сплав АЛ11	Si	Zn	Al
6-8%	10-14%	77.2-86.9%

Fe	Mn	Mg	Cu
До 1,5	0.5	0.1-0.3%	До 0,6%

Допустимое содержание примесей (не более %)

1. Анализ процесса взаимодействия сплава с газами

1.1 Оценить возможность образования в отливке дефектов, обусловленных взаимодействием сплава с водородом, кислородом и другими газами

При взаимодействии сплава с газами (Н, О₂ , N) возможно образование следующих дефектов: газовая пористость, газовые раковины, неметаллические включения.

Взаимодействие с газом может протекать по эндотермической и по экзотермической реакции. Взаимодействие водорода со сплавом протекает по экзотермической и эндотермической реакциям. В данном случае водород взаимодействует по эндотермической реакции. Это приводит к образованию в сплаве раствора водорода, а в дальнейшем при кристаллизации возможно образование газовой пористости или газовых раковин.

С кислородом, все металлы взаимодействуют по экзотермической реакции, при этом образуется окислы. Окислы образуют в отливках дефекты в виде окисных плёнок и окисных частиц.

Образующиеся в отливке перечисленные дефекты резко снижают эксплуатационные свойства детали (механические свойства, герметичность, коррозиестойкость).

Данные дефекты литья можно избежать путём: плавки металла в вакууме, плавки под слоем защитного флюса или плавкой в нейтральной среде.

1.2 Предложить теоретически обоснованные мероприятия, направленные на предупреждение насыщения водородом сплава в процессе его приготовления

Источником насыщения водородом в сплавах является влага, которая может находиться:

- в воздухе

- на поверхности плохо просушенного плавильного инструмента или плавильной печи

- на поверхности шихты

Для предупреждения насыщением водородом сплава применяют следующие меры. Так как основное количество водорода в процессе плавки сплав получает из влаги содержащейся на поверхности шихты, плавильного инструмента и атмосферы печи. Необходимо просушить шихтовой материал также необходимо просушить плавильный инструмент, печь и тигель. Для того, что бы в процессе плавки расплав не взаимодействовал с атмосферой печи, плавку следует производить под покровом защитного флюса.

1.3 Предложить теоретически обоснованный метод дегазации сплава перед заливкой

Дегазация путём диффузионного удаления водорода.

Обработка нейтральными (Ar, N₂ ) или активными (CL₂ ) газами.

Нейтральный газ не должен содержать водяных паров. В начальный момент образования пузырька нейтрального газа парциальное давление водорода в нём приблизительно равно нулю, поэтому расплав по отношению к пузырьку газа является пересыщенным раствором и водород диффундирует из расплава в пузырёк, поднимается с ним на поверхность и удаляется из металла.

H

H H

Ar

H

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--