1

Krzepnięcie

Krzepnięcie

odlewów

odlewów

2

Krzepnięcie odlewów

Krzepnięcie odlewów

może być:

może być:

3

Odkształcenia pod wpływem grafityzacji

Odkształcenia pod wpływem grafityzacji

i naprężeń cieplnych

i naprężeń cieplnych

4

SKUTKI SKURCZU

ODLEWNICZEGO W

ODLEWACH (WĘZŁACH

CIEPLNYCH)



JAMY SKURCZOWE



MAKRORZADZIZNY



MIKRORZADZIZNY

Wady skurczowe powstają w wyniku

Wady skurczowe powstają w wyniku

różnicy objętości metalu w stanie

różnicy objętości metalu w stanie

ciekłym i stałym

ciekłym i stałym

5

DLACZEGO W ODLEWIE

POWSTAJE JAMA

SKURCZOWA?

JAMA SKURCZOWA

6

Jama skurczowa
otwarta

Jama skurczowa

zamknięta
(ukryta)

Makrorzadzizna

Mikrorzadzizna

7

WĘZŁY CIEPLNE

• to miejscowe zgrubienia w odlewach lub

połączenia ścianek, które krzepną
ostatnie
i w nich mogą występować wady typu
skurczowego, np. jamy skurczowe.

MIEJSCOWE ZGRUBIENIE

Jama
skurczow
a

8

RODZAJE WĘZŁÓW

CIEPLNYCH

W odlewach mogą występować węzły cieplne typu:

„L, V, T, Y, X, Z”

9

POJĘCIE WĘZŁA CIEPLNEGO W ODLEWIE
WIĄŻE SIĘ Z WIĘKSZĄ ILOŚCIĄ CIEPŁA
ZAKUMULOWANEGO
W NIM I UTRUDNIONYM JEGO ODPŁYWEM

C - JAMA SKURCZOWA Ą

A - DUŻA SZYBKOŚĆ KRZEPNIĘCIA

B - MAŁA SZYBKOŚĆ KRZEPNIĘCIA

UTRUDNIONY ODPŁYW CIEPŁA

10

SPOSOBY WYZNACZANIA

WĘZŁA CIEPLNEGO

1. METODA KÓŁ WPISANYCH

1. METODA KÓŁ WPISANYCH

2. METODA IZOTERM-

2. METODA IZOTERM-

IZOSOLIDUSÓW

IZOSOLIDUSÓW

3. METODA MODUŁÓW

3. METODA MODUŁÓW

4. METODY KOMPUTEROWE

4. METODY KOMPUTEROWE

(SYMULACJA PROCESU

(SYMULACJA PROCESU

KRZEPNIĘCIA - laboratorium)

KRZEPNIĘCIA - laboratorium)

11

METODA KÓŁ WPISANY CH

D

W

= 1,2 D

1

GDZIE:

D

W

– ŚREDNICA KOŁA WPISANEGO W WĘZEŁ CIEPLNY ,

D

1

- ŚREDNICA KOŁA WPISANEGO W NAJGRUBSZĄ ŚCIANKĘ

PRZY LEGAJĄCĄ DO WĘZŁA

D

1

> D

2

12

Względny wzrost objętości

Względny wzrost objętości

węzła

węzła

125

125

%

%

270

270

%

%

13

Metoda izoterm -

Metoda izoterm -

izosolidusów

izosolidusów

14

Metoda

Metoda

modułów

modułów

M

o

d

l

e

w

u

–

m

o

d

u

ł

o

d

l

e

w

u

M

o

d

l

e

w

u

=

V

o

/

F

s

t

y

g

.

M

o

d

l

e

w

u

=

P

o

w

i

e

r

z

c

h

n

i

a

p

r

z

e

k

r

o

j

u

/

O

b

w

ó

d

p

r

z

e

k

r

o

j

u

g

d

z

i

e

:

V

o

–

o

b

j

ę

t

o

ś

ć

o

d

l

e

w

u

F

s

t

y

g

.

–

p

o

w

i

e

r

z

c

h

n

i

a

s

t

y

g

n

i

ę

c

i

a

J

e

ż

e

l

i

:

M

p

e

w

n

e

j

c

z

ę

ś

c

i

o

d

l

e

w

u



1

,

2

M

n

a

j

g

r

u

b

s

z

e

j

ś

c

i

a

n

k

i

p

r

z

y

l

e

g

ł

e

j

d

o

t

e

g

o

m

i

e

j

s

c

a

t

o

w

t

e

j

c

z

ę

ś

c

i

o

d

l

e

w

u

w

y

s

t

ę

p

u

j

e

w

ę

z

e

ł

c

i

e

p

l

n

y

15

SPOSOBY ZAPOBIEGANIA

WADOM SKURCZOWYM W

ODLEWACH

(w węzłach cieplnych)

to takie kształtowanie odlewu, aby

proces krzepnięcia odbywał się:

JEDNOCZEŚNIE

JEDNOCZEŚNIE

lub

KIERUNKOWO

KIERUNKOWO

16

• REALIZACJA KRZEPNIĘCIA JEDNOCZESNEGO

KRZEPNIĘCIA JEDNOCZESNEGO

dotyczy odlewów cienkościennych i o mało
zróżnicowanej grubości ścianki, ze stopów o małym
skurczu (żeliwo szare). Ciekły metal do wnęki
formy doprowadza się do najcieńszych ścianek
(wlewy doprowadzające) .

•

Przy krzepnięciu jednoczesnym różnice

Przy krzepnięciu jednoczesnym różnice

czasów krzepnięcia poszczególnych

czasów krzepnięcia poszczególnych

części odlewu nie mogą być większe od

części odlewu nie mogą być większe od

20%.

20%.

17

REALIZACJA KRZEPNIĘCIA

REALIZACJA KRZEPNIĘCIA

JEDNOCZESNEGO

JEDNOCZESNEGO

odbywa się poprzez :

odbywa się poprzez :

1.

Zmianę kształtu odlewu

(zmniejszenie węzła cieplnego)

2.

Stosowanie ochładzalników

18

Zmniejszenie objętości węzła

Zmniejszenie objętości węzła

cieplnego

cieplnego

źl

źl

e

e

dobrz

dobrz

e

e

19

źl

źl

e

e

dobrz

dobrz

e

e

źl

źl

e

e

dobrz

dobrz

e

e

Zmniejszenie objętości węzła

Zmniejszenie objętości węzła

cieplnego

cieplnego

20

Zmniejszenie objętości węzła

Zmniejszenie objętości węzła

cieplnego

cieplnego

źl

źl

e

e

źl

źl

e

e

dobrz

dobrz

e

e

21

Zastosowanie ochładzalników

Zastosowanie ochładzalników

Ochładzalniki: a) wewnętrzne, b)

Ochładzalniki: a) wewnętrzne, b)

zewnętrzne

zewnętrzne

Celem ochładzalników jest przejęcie ciepła z

Celem ochładzalników jest przejęcie ciepła z

węzła cieplnego

węzła cieplnego

i wyrównanie czasu krzepnięcia

i wyrównanie czasu krzepnięcia

poszczególnych części odlewu

poszczególnych części odlewu

22

• REALIZACJA

KRZEPNIĘCIA

KIERUNKOWEGO

odlew tak kształtujemy,

aby krzepnięcie rozpoczynało się w
najcieńszych miejscach i przesuwając się w
jednym kierunku, kończyło w miejscach o
największej objętości (najgrubszych), przy
których umieszcza się naddatki technologiczne
zwane

NADLEWAMI

.

• Stosuje się w odlewach wykonywanych ze

stopów
o dużym skurczu (np. staliwo), grubościennych
i o zróżnicowanej grubości ścianki. Ciekły
metal doprowadza się do najgrubszych miejsc.

23

Krzepnięcie kierunkowe w

odlewach realizowane jest

poprzez:



zmianę kształtu odlewu i stosowanie nadlewów



stosowanie nadlewów i ochładzalników

24

Ukształtowanie staliwnego odlewu pierścienia z
punktu widzenia:

a) krzepnięcia jednokierunkowego, b) krzepnięcia
jednoczesnego

25

CZAS KRZEPNIĘCIA NADLEWU MUSI
BYĆ WIĘKSZY O CONAJMNIEJ 20% OD
CZASU KRZEPNIĘCIA WĘZŁA
CIEPLNEGO (ODLEWU)!!
OBJĘTOŚĆ NADLEWU DOBIERA SIĘ
WG
 

M

nadlewu

= (1,2  1,3)

M

odlewu

26

ZASIĘG DZIAŁANIA NADLEWÓW

w ściankach poziomych

27

Zasięg działania

Zasięg działania

nadlewów

nadlewów

Z wykorzystaniem „efektu
brzegowego”

Między
nadlewami

Z
ochładzalnikie
m