РАСЧЕТ ТРЕЩИНОУСТОЙЧИВОСТИ СТАЛИ 20ХЛ
Аннотация
Трещиноустойчивость стали характеризует запас технологической прочности при охлаждении отливки как превышение напряжениями временного сопротивления разрыву вследствие усадки при различных скоростях охлаждения.
Испытания проводили на комплексе физического моделирования термомеханических процессов Gleeble System 3800 при температурах от 1300 до 20 °С, причем образец сначала нагревали до 1300 °С, а затем охлаждали до заданных температур с разными скоростями, после чего проводили испытания на растяжение.
Исследования выполнены для стали 20ХЛ при различных скоростях охлаждения. Проведены дилатометрические исследования и найдены критические точки структурных превращений при охлаждении стали 20ХЛ. Выполнены высокотемпературные испытания на установке Gleeble System 3800 на растяжение и определены предел прочности, модуль упругости при температурах до 1300 °С.
Проведены испытания на релаксацию и представлены результаты роста напряжений вследствие усадки при различных скоростях охлаждения для защемленного образца, который моделирует условие полного торможения усадки. При изменении размеров кристаллической решетки в переходной зоне при распаде аустенита происходит снижение напряжений.
Таким образом, опасными температурами для образования трещин являются температуры начала усадки, начало феррито-перлитного превращения и комнатная температура. Соответственно, запас технологической прочности, то есть трещиноустойчивость стали, возрастает в переходной зоне, а затем снижается в феррито-перлитной зоне. Наивысшие значения напряжений возникают в образцах из двухфазной стали 20ХЛ при двух температурах: температуре начала фазового превращения (
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Bhiogade D.S., Randiwe S.M., Kuthe A.M., Likhite A.A. Study of Hot Tearing in Stainless Steel CF3M during Casting Using Simulation and Experimental Method. International Journal of Metalcasting, 2018, vol. 12, iss. 2, pp. 331–342. DOI: 10.1007/s40962-017-0170-7
Zhu L., Yu H., Liu Y., Xin Q. Formation Mechanism of Defects in Low-Chromium Alloy Cast Steel Shot. Dongbei Daxue Xuebao/Journal of Northeastern University, 2014, vol. 35, pp. 142–145.
Monroe С., Beckermann C. Development of a Hot Tear Indicator for Steel Castings. Materials Science and Engineering, 2005, vol. 413–414, pp. 30–36. DOI: 10.1016/j.msea.2005.09.047
Harada N., Tanida Y., Fukuda T., Takuma M., Tsujikawa M., Higashi K. Development of Cast Steel Brake Disc with Heat Shock Resistance. Paper Presented at the 72nd World Foundry Congress, WFC, 2016, pp. 66–67.
Kolokoltsev V.M., Savinov A.S., Tuboltseva A.S. Calculation of Impeded Shrinkage Casting Processes in Sand Layer. Materials Science Forum, 2016, pp. 516–522. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.870.516
Wang M., Pu Y. Numerical Simulation and Analysis of Hot Cracking in the Casting of Fork. Xiyou Jinshu Cailiao Yu Gongcheng/Rare Metal Materials and Engineering, 2017, vol. 46, iss. 4, pp. 946–950. DOI: https://doi.org/10.1016/S1875-5372(17)30127-3
Rybachuk S.I., Shapranov A.I., Desnitsky V.V. et al. [Estimation of the Probability of Hot Crack Formation in Castings]. Sovremennyye metody obespecheniya vysokogo kachestva otlivok [Modern Methods of Providing High Quality Castings]. Leningrad: LDNTP Publ., 1977, pp. 44–47. (in Russ.)
Shatov A.Ya., Yakovlev V.N., Kopylov Ya.V. [Increase Resistance of Castings to the Formation of Hot Cracks]. Liteynoye proizvodstvo [Foundry], 1980, no. 8, pp. 18–19. (in Russ.)
Ol’khovik E.O., Desnitskiy V.V. [Development of a Mechanical Concept for the Formation of Hot Cracks in Steel Castings]. Liteyshchik Rossii [The Caster of Russia], 2007, no. 11, pp. 21–25. (in Russ.)
Rybachuk S.I., Desnitskiy V.V., Andreychenko Yu.Ya. et al. [Algorithm for Calculating the Crack Resistance of Castings Based on the Rheological Properties of the Alloy and Its Shape]. Primeneniye EVM i povysheniye effektivnosti liteynogo proizvodstva [Application of Computers and Increasing the Efficiency of Foundry Production]. Leningrad, LDNTP Publ., 1983, pp. 33–36. (in Russ.)
Vdovin N.K., Savinov A.S., Feoktistov N.A. [Forecasting the Crack Resistance of Large Steel Castings]. Liteynoye proizvodstvo [Foundry], 2014, no. 12, pp. 8–10. (in Russ.)
Ivanov, M.A. [Method for Determination of the Crack Resistance of Steel] Zagotovitel’nyye proizvodstva v mashinostroyenii (kuznechno-pressovoye, liteynoye i drugiye proizvodstva) [Blanking Productions in Mechanical Engineering (Press Forging, Foundry and Other Productions)], 2016, no. 12, pp. 9–14. (in Russ.)
Ol’khovik E.O., Zhelateleva, IA. Matveyev R.V., Molchanyuk R.A. [Experimental Study of the Development of Hindered Shrinkage in Steel Castings]. Liteyshchik Rossii [The Caster of Russia], 2006, no. 5, pp. 38–39. (in Russ.)
Ivanov M.A., Shvetsov V.I., Volosatova E.L., Izotov D.V. Advancing the Theory of Crack Resistance of Castings. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Metallurgy, 2011, iss. 17, no. 36, pp. 48–50. (in Russ.)
Vasilevskiy P.F. Tekhnologiya stal’nogo lit’ya [Technology of Steel Casting]. Moskow, Mashinostroyeniye Publ., 1974. 408 p.
Kremer M.A. Fasonnoye lit’ye iz legirovannykh staley [Shaped Casting of Alloy Steels]. Moskow, Mashprom Publ, 1965. 64 p.
DOI: http://dx.doi.org/10.14529/met180204
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
