Методы контроля качества слитков

24.01.2017

Некоторые методы контроля стандартных заготовок приведены в табл. 56. Эти методы дополняют обычный отбор проб из расплава для химического анализа, исследование излома проб сплавов, содержащих цирконий и т. д., а также визуальный контроль слитка на неслитины, растрескивание и т. д.
Методы контроля качества слитков

Излом темплета. Литниковый и донный темплеты каждого слитка подвергают излому, чтобы исследовать на наличие включений флюса и контролировать размер зерна.
Макротемплет. Литниковый и донный темплеты каждого слитка травят для обнаружения окисных частиц, интерметаллических включений и т. д. В результате травления поверхности темплетов, обработанных на металлорежущих станках, получают дополнительные данные о чистоте металла и глубине неслитин. Таким путем можно выявить также небольшие радиальные трещины. которые не были обнаружены при механической обработке слитка
Металлографическое исследование проводят на литниковом темплете последнего слитка от плавки.
Исследование на прессуемость проводят на слитках, структура которых вызывает сомнения. Изготавливаемые прутки должны иметь гарантируемые механические свойства на растяжение.
Рентгеновский анализ проводят на темплетах, взятых из литниковой и дойной частей каждого слитка. Количество интерметаллических частиц и окислов должно находиться в пределах стандартов.
Ультразвуковой контроль производят при исследовании слитка на крупные включения, а также на поверхностные и внутренние трещины в соответствии с существующим стандартом
Испытание на флюсовую коррозию. Темплет от верхней части последнего слитка обдирают и помещают во влажную камеру (при непрерывном ведении процесса плавки и литья необходимо обрезать темплеты чаще).
Ниже перечислены дефекты, которые могут встречаться в слитках.
Неслитины. С этим явлением сталкиваются главным образом при литье сплавов ZW3, ZW6 и особенно сплавов систем Мg—Th—Zr к Mg Th—Zn—Zr. Неслитины всегда указывают на низкую скорость литья. Иногда окисная поверхность неслитин может распространиться внутрь слитка на некоторое расстояние от поверхности.
Для уменьшения количества неслитин рекомендуется применять кристаллизаторы с продольными пазами, об эффективности которых сообщает также Манн.
Трещины на слитках могут быть различного типа Внутренние трещины (т. е. трещины, не выходящие на поверхность) могут появляться в том случае, если глубина лунки жидкого металла больше высоты кристаллизатора. Эти трещины появляются также и в случае слишком большой скорости литья. Продольные поверхностные трещины (которые могут распространяться в глубь слитка) могут появиться в результате неравномерной или недостаточной скорости охлаждения, когда некоторые из отверстий для прохода воды засорены или воронка установлена эксцентрично кристаллизатору. Поперечные поверхностные трещины, образующиеся на поверхности могут появиться в результате глубоких неслитин.
Низкое содержание циркония в сплаве также может явиться причиной растрескивания слитков сплавов системы Mg—Zn—Zr, Окисные включения обычно свидетельствуют о том, что происходит окисление металла в распределительной системе I следует обеспечить лучшую защиту при помощи SC2; в случае необходимости переделать конструкцию всей системы Чтобы обеспечить подачу на зеркало металла требуемого количества SO2, необходимо эффективно удалять пары жидких металлов, при этом рабочие-операторы могут быть защищены завесой сжатого воздуха. Увеличению окисных включений способствует просачивание воды на внутреннюю поверхность кристаллизатора, в результате чего пары воды приходят в контакт с расплавленным металлом.
Микроструктура слитков. Уилкинсон и Херст в своей работе проводят металлографические снимки «хорошей», «удовлетворительной», «допускаемой» и «плохой» структур слитков из сплава ZW3 (рис. 197). Разница в размере зерна и характере распределения циркониевых включений отчетливо выявляется после травления.
Методы контроля качества слитков

Интерметаллические включения. Интерметаллические включения всех типов обычно концентрируются внутри слитка и количество их возрастает по направлению от донной части к литниковой. Иногда наблюдается чередующееся расположение интерметаллидов, по видимому, вследствие случайных встряхиваний распределительной системы, и включения могут появиться почти всюду в слитке. Интерметаллические включения обычно реже встречаются в слитках малого диаметра, где скорость кристаллизации больше и меньше расход металла Как уже было сказано выше, во время плавки и литья можно в значительной мере предотвратить возможность попадания интерметаллических включений в слиток, применяя фильтрацию или какие-либо другие способы удаления включений. Совершенно необходим термостатический контроль температуры металла в кристаллизаторе, который также помогает контролировать количество интерметаллических включений.
Усадочные раковины отсутствуют при непрерывном и полунепрерывном литье, но их появление следует предупреждать при литье слитков в разъемную изложницу из сплавов, кристаллизация которых происходит очень быстро, например из сплава АМ503, Обычно усадочные раковины завариваются в процессе обработки давлением.
Микропористость по существу отсутствует в слитках, полученных методом непрерывного и полунепрерывного литья. При литье в разъемные изложницы слитков из сплава VZM пли аналогичных сплавов микропористость может быть очень значительной.
Крупнозернистая структура указывает на недостаточное модифицирование или на наличие некоторых примесей в расплаве.
Полосчатая структура, характеризующаяся чередующимися слоями крупно- и мелкозернистых кристаллов, может быть у слитков из сплавов, содержащих цирконий, или в случае недостаточной скорости вибрации кристаллизатора.