33/24
Solidif11<11tion of Metais and Alloys, No. J;J, t 997 KrLCpnięcie Metali i Stopów, Nr 33, 1997 PAN- Oddzial Katowice PL ISSN 0208-9386
VLIV KV ALITY OD LEVANi NA KOROZNI A KA VIT AĆNi DEGRADACI MATERIAUJ 12
PESLOVA, F. 11 - SCHMID OV A, E. 11 - BENES, L. 11 CHALUPOV A, M. /l - Univerzita Pardubice, Dopravni fakulta JP, Slovanska 452, 560 02 Ćesk:i Trebovń /2- Zilinslci univerzita, Vel'ky diel KMI, 010 26 Żilina
Kovov)r material muze ziskat zhorsene vlastnosti v samem zacatku v)rrobniho procesu v prubehu krystalizace, kde se uplati\uji gradienty tuhnuti a likvacni procesy. Nezadouci vlastnosti takto ziskane struktury se velice tezko odstranuji nebo potlacuji jinou technologii nebo dalSim tepelnym zpracovanim Y pnpade, ze je material vystaveny dlouhodobemu koroznimu, kavitaćnimu nebo jinemu abrazivnimu piisobeni, bude kazdy lici defekt ve struktui'e pusobit jako iniciator poruseni. Toto V konećnem dusledku muze vest k celkove degradaci materialov)rch vlastnosti, pfipadne havarii.
Vliv technologie liti na vyskyt vad odlitku Vyskyt vad v odlitku bude zaviset na teclmologii liti, kvalite fonny a techniky n!llitkovimi. Svlij podil na Tenke steny odlitkU pfi
nru:oćnost
ukonćenem
ryroby ma i
samotmł
tlousfka sten odlitku.
liti ohi'ivaji f01movaci smes, ktera sousedi se
stenami odlitku. Vysledna expanze piskorych zrn, tepelna i alotropicka, zpusobuje zvetSeni objemu formy. Toto zvetSeni objemu formy plisobi na zmenseni objemu odliteho kovu. To znamena, ze vyzaduje vyzaduji
V
oblastech
vetśi
urćitou
kompenzaci. Tenke steny odli tku si
kumulace tekuteho kovu voJbu vhodneho nalitku, aby
nedochazelo ke zmrst'ovacim vadam. Tłuste
steny odlitkli po odliti vykazuji ustaleni teplotniho gradientu
pro formovaci smes. Objemave zmeny fmmovacich
smesi od zacatku liti
ai po ukonćene tuhnuti ma velkY vliv na kvalitu odlitku. Objemove zmeny jsou
182 zavisle na kvalite formy, tloust'ce odlitkil. a samotne metalurgii. DalSi vady odlitkU mohou b}'t: • Makroskopicke
- vizualne rozeznatełne - flotace grafitu u litin (dulkov}' povrch odlitku) - bodliny - male uzavi'ene hubliny vzniknute uzavrenim dusika - vady zpusobene plynn)fm dusikem - v}'skyt hofciko-
k.i'emićitanov}'ch
ajinych vmestku (zvrasneny povrch )
- nezaplneni fotmy - obracene zakalky - jamkova koroze (zpusobene oxidaci) - a jine povrchovo viditelne vady • Mikroskopicke - pfitomnost karbidu oxidu, sulfidu a jinych intermetalick}'ch casti - spatny tvar grafitu u grafitick}'ch litin - póry vzniknute vlhkosti formy piipadne poskozenim povrchu fmmy - bodliny zpusobene rozsttikovanim kapek taveniny z liciho kamiłu - vmestky vznikle z modifikovani,vnesene z vtokove soustavy, ockovadel a pod. - vady jako dusledek plasticke defmmace - chemiekit heterogenita lokalnich objemu - ajine
Vyber materialu Kavitaćni
a korozni odolnost materialu z{wisi na jeho druhu a stavu. Bude
zaviset na chemick}'ch, mechanick}'ch a elektrochemick}'ch vlastnostech lit}'ch materiału. Soućasne
pusobeni znacneho
poćtu kavitaćnich
razu
V
implozni oblasti a
jejich vysoka frekvence mohou vest k 1mave materiahi jeji.Z ucinek je jeste zv}'sen kapaln)fm prostfedim. Rovnez existence nekolika strukturnich slozek v materiaJu s nlzn}'mi mechanick}'mi vlastnostmi zvysuje kavitaćni a korozni opoti·ebeni. V miste styku dvou strukturnich slozek vznika rozdil napeti i zvyseny pfedpakład pro vznik
183 disłokaci
a trhlin. Podobne mikrotrhliny mohou vzniknout i na hranicich zm, ve
smeru k.luznych rovin. Stav povrchu ovlivnuje
zvłast'
poelitecni stadia kavitacniho a korozniho
procesu. Mechanicke namaharu cyklicke, staticke, ptipadm\ defonnace kovu snizuji termodynamickou
stabiłitu.
Vłivem
gradientu mechanickeho
napeti,
teploty
i piezoelektrick)rmi vlivy mohou vznikat elektricke mikroclanky. Ze sekundamich ucinkU kavitace ma nejvet§i ryznam elektrochemicka a elektrotermicka koroze. Tento podil koroze bude zaviset na intenzite kavitace a na vłastnostech materiału. Uvedene mechanicke a korozni a podporuji.
Konećn)rm ućinkem
ućinky
pi'i kavitaci se navzajem dopli'luji
je objemo\1)' ubytek zpusobeny uvolnenim
ćastic
z povrchu materiału, ktecy muze vest k uplne degradaci vłastnosti danych soućasti.
Lici defekty v provoznfch materialech Vzhledem k mikronarazovemu charakteru je nutne brat
V
uvahu zvlastnosti
zpevneni, plasticke cleformace a poskozeni povrchorych vrstev
materia łu .
Pi'i
pusobeni hydraulick)rch nizu lze pozorovat nerovnomeme napeti v povrchove vrstve. Płocha, na kterou ptisobi hydraulicky niz muze mit hodnotu w·Ym 2 a mensi, oblast
ptisobeni maximalniho napeti je i'adove
10" 10 af 10" 12 m2, coz je srovnatelne s
velikosti struktwnich slozek kovo\')'ch materialu. Deformace a poskozeni probiha v urćit)rch słabych
mistech kovu. Nejmensi schopnost ke zpevneni a tedy i nizkou
odolnost proti kavitaćnimu opoti'ebeni ma z kovo\')'ch slozek na bazi zeleza ferit. V pi'ipade v)rskytu defektU lici struktury budou tyto pusobit jako iniciatory vzniku kavitacniho i korozniho poskozovani. Pi'ik.lady pouZite korozivzdome ocele na hydraulicke
soućasti
s ryskytem
prezentovanych vad jsou na obr.l af obr.6 a pi'iklady pouzite sede litiny na trubky jsou na obr.7 af na obr.lO. Obr.ll a obr.l2 dokumentuj! vznik koroze na spatne odlitem povrchu litin (obr.ll) a korozivzdomych oceli (obr.l2).
184
obr. l Protaiend dutina, vyplnenó vmestky
obr.2 Suljidicke vmestky
·!
obr.J Dutina s ro=vetven.vmi trhlinam1
obr. -1 NedokbnalosJ =abihavosti pfi lit i
obr.5 Detail poruśeni V okoli vmestku
oh r. 6 Otisky po vypadnutjch mtermetalick_ych.fa:ich
185
obr. 7
Protaźene
dutiny, vyplnene vmestky
obr.8 Pórovitost litiny
obr. 10 De tai/ dendritu v dutine
obr. I 2 Korozni sp/odiny s koroz f u fili n
na drsnem povrchu oceli
186
Z uvedeneho vyplyva, ze pi'i volbe materialu na odlitky z ocele nebo litiny pro v}'robu soucasti vystavenych koroznimu a kavitacnimu pusobeni je nutnast kvalitni technologie liti. Vyskyt netvarnych a nedrobiv}'ch vmestku Je pro mechanicko- korozni erozi skodlivejsi jako vmestky tvame (sulfidy). Tato skodlivost souvisi s ostrYmi hranami (obr.6) snizujicimi unavovou pevnost. Vlivem nizke relativni plasticity vmestkU je dekoheze vmestku z matrice typicka. Mezi vmestkem a matrici vznika velke napeti, umoznujici vznik a Sii'eni trhlin v materiali a tim
suiżeni
odolnosti proti korozi, kavitaci a jinemu opoti'ebeni. Pfi taveni je poti'ebne brat v uvahu souhrn vlastnosti, ktere plisobi na slevatelnost jako jsou :
a) tavitelnost - schopnost kovli pi'echazet z kapalneho stavu do tuheho skupenstvi a vytvoi'it homogenni slitinu b) zabihavost
- schopnost vyplnit fmmu a presne
zapłnit
podrobnosti na
jejim povrchu c)
schopnost vytvaret
odłitek
bez vniti'nich dutin (stazenin a pón1) nebo
odmisenin, kten\ mohou ovlivnit kvalitu odlitku i z draheho materialu
