Связь между толщиной твердой корки и массой затвердевшего металла определяется из выражения

Полый цилиндрический стержень. Время прохождения температурного фронта через стенку стержня толщиной X₂ и наружным радиусом R определяется из уравнения (4) , а масса затвердевшего металла на его поверхности

Дальнейший расчет ведем по формуле

где

Затвердевание отливки в интервале температур. При затвердевании отливки в интервале температур (сплавы на основе твердых растворов) выделение скрытой теплоты кристаллизации в интервале затвердевания происходит по сложным законам, учесть которые пока не представляется возможным. Поэтому расчеты обычно проводят по формулам, предназна­ченным для отливок, затвердевающим при постоянной температуре. В этом случае к эффективной теплоте кристаллизации добавляется тепло­та в интервале температур кристаллизации:

q_кр = q_теч + q_инт + q_акк

где q_инт = 0,5 ( с_ж + с_т )( t_лик - t_сол ) + L

Для сплавов, у которых основное количество теплоты кристаллизации выделяется вблизи температуры ликвидус

Для сплавов у которых основное количество теплоты выделяется при t_сол

Для сплавов с равномерным выделением теплоты в интервале темпе­ратур t_кр =0,5 (t_лик +  t_сол )

Далее расчет проводится по тем же методикам, что и для сплавов, кристаллизующихся при постоянной температуре.

Стадия охлаждения отливки в форме

Плоская отливка. Продолжительность охлаждения отливки рассчитывается по формуле

Цилиндрическая отливка. Продолжительность охлаждения и темпе­ратура отливки связаны соотношением

Температурное поле формы при охлаждении отливки

С охлаждением отливки значение показателя n уменьшается. Его изменение можно описать следующей зависимостью:

Отливки конечных размеров.

Большинство отливок имеет размеры, сопоставимые во всех трех измерениях. Кроме того, элементы отливки сложной конфигурации могут иметь произвольную форму – цилиндров, брусьев, плит и т.п. В этих случаях для упрощения расчетов отливка приводится к эквивалентной ей в тепловом отношении отливке с конфигурацией, поддающейся расчету по приведенным выше формулам. Для этого обычно пользуются понятием приведенного размера, впервые введенным Н.И. Хвориновым.

Z = V_o / F_o. , где V_o и F_o -объем и площадь поверхности отливки. Для бесконечного цилиндра R = Z/2 , для бесконечной пластины R = Z.

 

Примеры решения задач

Задача 1. Рассчитать удельную теплоту течения расплава чугуна в плоском канале толщиной 2R = 20 мм. Время течения t =30 с.

Теплота течения определяется по формуле

Задача 2. Рассчитать продолжительность затвердевания плоской чугунной плиты толщиной 2R = 30 мм, q_теч = 0.

Удельная эффективная теплота кристаллизации без перепада температуры по толщине отливки

q_кр=q_пер + L=838 (1300 - 1150)+250000 = 376000 Дж/кг

Задача 3. Рассчитать падение температуры расплава чугуна при заливке цилиндрической отливки 2R=20 мм. Длина литниковой системы l=0,5 м, М₂=50 кг. q_теч= 340000 Дж/кг

Масса металла в литниковой системе М₁=3,14 ^. 0,01^2.0,5^.7000 = 1,1 кг

Падение температуры в литниковой системе

Задача 4. Рассчитать продолжительность затвердевания плоской чугунной плиты толщиной 2R=30 мм, q_теч=0.

Удельная эффективная теплота кристаллизации без перепада температуры по толщине отливки

q_кр= q_пер+L =(1300-1150)+250000= 376000 Дж/кг.

Определяем значение u_п

k=4/6 ^. (37^.7200 ^. 376000)/1265² = 41730

 

u_кр - u_п=15 ^оС.

С учетом перепада температуры по толщине отливки q_кр=381700 Дж/кг

---

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 560; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!