Tahkestamise mehhanismid
Valamise käigus toimub valandite tahkumine, kui sulametall läheb vedelast olekusse tahkeks. Selle protsessi võib laias laastus jagada kolme mehhanismi:tuumastumine, dendriitne kasvjaterastruktuuri kujunemine. Tuuma moodustumise ajal tekivad vedelas metallis väikesed tahked osakesed. Need tuumad kasvavad dendriitstruktuurideks, hargnedes puutaolise mustriga. Lõplik tera struktuurvalandidmäärab nende dendriitide kasv ja nende koostoime jahutuskeskkonnaga.
Erinevate sulamite tahkestamine
Erinevad sulamid tahkuvad ainulaadsel viisil, mida mõjutavad nende keemiline koostis ja termilised omadused:
Alumiiniumsulamid: Alumiiniumsulamitel on tavaliselt kõrge voolavus, mis võimaldab keerulisi ja õhukeseseinalisi valandeid. Nende tahkumine hõlmab sageli peene, võrdse teralise struktuuri moodustumist. Alumiiniumisulamid on aga altid kokkutõmbumispoorsusele ja kuumarebenemisele, mis võib mõjutada valamise kvaliteeti.
Raud jaTerasesulamid: Malm tahkub oma suure süsinikusisalduse tõttu keerulise struktuuriga, moodustades grafiidihelbeid või sõlmekesi. Terasesulamite tahkumisel tekivad austeniididendriidid, mis jahtumisel muutuvad ferriidiks ja perliidiks. Jahutuskiirus ja sulami koostis mõjutavad oluliselt valandi terastruktuuri ja mehaanilisi omadusi.
Vasesulamid: Vasesulamid, nagu messing ja pronks, tahkuvad sammaskujulise või võrdse teralise struktuuriga. Need sulamid on altid segregatsioonile, kus sulami erinevad elemendid eralduvad tahkumise ajal, mis põhjustab valu koostises ja omadustes erinevusi.
Tahkumise ja valamise kvaliteedi vaheline seos
Sulami tahkestumise käitumine mõjutab otseselt vala kvaliteeti. Ühtlane ja kontrollitud tahkumisprotsess on oluline, et minimeerida selliseid defekte nagu poorsus, segregatsioon ja kuumrebenemine. Näiteks võib kiire jahutamine põhjustada peente terade moodustumist, mis parandab valandi mehaanilisi omadusi. Vastupidi, aeglane jahutamine võib põhjustada jämedaid terasid ja suurenenud vastuvõtlikkust defektidele.
Tahkumise aeg ja kiirus
Tahkumisaega ja -kiirust mõjutavad sellised tegurid nagu valandi suurus, kuju ja vormimaterjali termilised omadused. Tahkumisaeg on kestus, mis kulub kogu valamisel üleminekuks vedelalt tahkeks, samas kui tahkumiskiirus viitab selle ülemineku kiirusele.
Kiirem tahkumiskiirus saavutatakse tavaliselt selliste tehnikate abil nagu jahutusvormid, mis eraldavad kiiresti sulametallist soojust. Selle tulemuseks on peenem teraline struktuur ja paremad mehaanilised omadused. Liiga kiire jahutamine võib aga põhjustada termilisi pingeid ja pragusid. Seetõttu on optimaalse tasakaalu saavutamine tahkestumise kiiruse ja valamise kvaliteedi vahel ülioluline.
Postitusaeg: 11.10.2024