URRY

Причины горячих трещин в РАМЕ БОКОВОЙ

Многие литейщики столкнулись и пытаются разобраться с причинами горячих (кристаллизационных) трещин в габаритных тонкостенных стальных отливках типа "РАМА БОКОВАЯ".

Поскольку данная отливка хорошо известна нескольким поколениям литейщиков, под ее производство построено несколько литейных заводов только в последние 5 лет и закуплены различные системы моделирования отливок (MAGMA, ПОЛИГОНсофт, LVMFlow, SOLIDCAST и др.), предлагаю на ее примере обсудить подходы с пониманию проблемы, постановку задачи, возможности моделирования и способы решения проблемы горячих трещин.

Характерное место возникновения трещины в отливке "РАМА БОКОВАЯ" - угол буксового проема.

Есть несколько мнений по поводу причин трещин (горячих) в буксовом проеме:

1. ЦНИИМ-инвест <noindex>считают</noindex>, что причины в неравномерном температурном поле. Трещины вызывают тепловые деформации, а податливость формы не при чем. Достаточно изменить подвод металла и причин для трещин не возникнет.

2. Трещины в буксовом проеме вызваны "некачественным" металлом с низкой трещиноустойчивостью. Это мнение многих "металлургов" и "литейщиков" на производствах.

Например, этому посвящена статья Кульбовский И.К., Тупатилов Е.А., Михайлов В.Н. О влиянии температуры заливки и химсостава стали 20ГЛ на образование горячих трещин в железнодорожных отливках в <noindex>ЛП №7-2010</noindex>

3. Трещины вызваны плохой податливостью формы. Отливка при затвердевании усаживается, некоторые части формы и стержня мешают. Возникают деформации, превышающие предельные и происходит зарождение и развитие трещины. Действительно на габарите буксового проема (примерно 2400 мм) полная усадка составляет около 50мм. Если она будет локализоваться в опасном месте - будет трещина. Конечно, в интервале кристаллизации и на пол-отливки усадка значительно меньше, но около 5...10 мм.

4. Причина трещин кроме локализации деформаций - развитие несплошностей, вызванное недостаточным питанием. Такое мнение высказано, например, в статье <noindex>"Прогнозирование кристаллизационных трещин в стальных отливках" О.М. Огородникова, С.В. Мартыненко, В.М. Грузман.</noindex>

Я склоняюсь к мнению, что причина трещин в РАМЕ кроме локализации деформаций - развитие несплошностей, вызванное недостаточным питанием.

Соответственно, мнение, как устранить дефект:

1. Уменьшить КЛР и общую линейную усадку материала отливки в существенных пределах не представляется возможным.

2. Существенно повлиять на скорости кристаллизации различных зон отливки сложно технологически. Установка внутренних и внешних холодильников, использование смесей с высокой теплоаккумулирующей способностью усложняют технологию и должны минимизироваться в массовом производстве.

3. В первую очередь необходимо устранить причину недостаточной компенсации усадки и ликвидировать макродефекты (раковины и пористость) в опасных зонах. Достигается технологическими напусками и установкой прибылей. При этом важно обеспечить минимальную достаточность питания, т.к. избыточный перегрев опять будет способствовать неравномерности температурного поля и локализации деформаций.

4. Уменьшить локализацию деформаций в опасной зоне за счет разнесения деформации из локального места на протяженную зону путем установки противоусадочных ребер. Кроме разнесения деформации, ребра (при соответствующей геометрии) работают как холодильники и способствуют образованию жесткого каркаса.

5. Снизить напряжения и увеличить прочность опасного места за счет разгрузки и переноса нагрузки на технологические удаляемые перемычки, которые будут затвердевать раньше и брать на себя значительную часть нагрузки, разгружая опасное место.

6. Максимально увеличить податливость формы и стержней в момент возникновения и развития горячей трещины. На это влияет характеристика разупрочнения материала при деструкции (тип связующего и его минимальное количество), геометрия стержней с максимальным опустошением, время снятия вакуума при ВПФ и др.

7. Некоторого снижения температурных деформаций можно добиться изменением подвода металла с целью вообще уменьшить перегрев и обеспечить более равномерное затвердевание.

8. Металл всегда необходим "хороший".

Такой комплексный подход был ранее предложен <noindex>здесь</noindex>.

Какие подходы были опробованы на различных предприятиях и какие результаты?

Какие методики расчетов и программное обеспечение использовалось?

Изменено пользователем URRY

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Многие литейщики столкнулись и пытаются разобраться с причинами горячих (кристаллизационных) трещин в габаритных тонкостенных стальных отливках типа "РАМА БОКОВАЯ".

[...] в последние 5 лет и закуплены различные системы моделирования отливок (MAGMA, ПОЛИГОНсофт, LVMFlow, SOLIDCAST и др.), [...].

Определенно, закупка перечисленного ПО не может иметь никакого отношения к этой проблеме т.к:

SOLIDCAST - не считает напряжения

ПОЛИГОНсофт - не считал напряжениядо 2010 года, а нынче не учитывает при расчете сдерживающее влиянее формы

LVMFlow - при расчете напряжений не учитывает форму

MAGMA - не знаю. Но учитывая, что это тоже КР-КО система там наверняка или нет учета формы или это малопригодно в смысле расчета напряжений.

Таким образом не совсем понятно откуда берутся разсуждения авторов локализации деформаций и пр. Если эти выводы происходят из анализа температурных полей, это слишком туманно.

Изменено пользователем director

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Текущее состояние теории разрушений таково, что никакая программа не может надежно маркировать трещины.

Если обсуждать балки и рамы грузовых вагонов, то лучше всего проблему знает Сергей Витальевич Мартыненко - начальник КБ литейной оснастки Уралвагонзавода.

Ходовая тележка - разработка КБ вагонов Уралвагонзавода.

Приаттачена наша статья о трещинах в раме боковой.

Уралвагонзавод.pdf

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Тему, однако, затеяли. Кто ж вам раскроет свои наработки в данном направлении: сходы, связанные с изломали и т.д. раскрытие информации даст фору конкурентам (можете смеяться) Уралвагон - один из наиболее частых фигурантов в авариях. Разработка тележки - заслуга не только урала!!!, но сейчас не об этом....

Причин действительно много, тут и металл и форма и технология (подвод, питание) и люди :).

касаемо моделирования рамы в целом имеется ряд, скажем так, обзорных статей на тему.....

<noindex>https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&a....41934586,d.bGE</noindex>

<noindex>https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&a...bGE&cad=rja</noindex>

<noindex>https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&a....41934586,d.bGE</noindex>

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!


Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.


Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу

  • Реклама

  • Ближайшие события

    Предстоящих событий не найдено
  • Дни рождения сегодня

    1. Alex_vit
      Alex_vit
      (37 лет)
    2. ankapul
      ankapul
      (34 года)
    3. Botsman_67
      Botsman_67
      (50 лет)
    4. DimonM
      DimonM
      (40 лет)
    5. KennethGred
      KennethGred
      (41 год)
    Просмотреть все