Исследование причин образования трещин на корпусах латунных шаровых кранов
Автор: Левин Дмитрий Олегович, Карева Надежда Титовна, Байчурина Юлия Раисовна, Усов Денис Алексеевич
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy
Рубрика: Металловедение и термическая обработка
Статья в выпуске: 4 т.24, 2024 года.
Бесплатный доступ
В работе для определения причины образования трещин на корпусах готовых латунных шаровых кранов исследованы образцы, вырезанные из треснувших кранов, выпущенных с июня по сентябрь 2023 года, причем с помощью этих образцов можно было исследовать поверхность разрушения и микроструктуру шлифа, граничащего с изломом, включая поэлементный состав отдельных структурных составляющих. Детальное исследование микроструктуры материала этих изделий выполнено с помощью сканирующего микроскопа JEOL JSM-7001F, имеющего приставку - энергодисперсионный анализатор Oxford «INCA X-max 80», позволяющей осуществлять микрорентгеноспектральный анализ отдельных частей микроструктуры латуни. В ходе исследования было выявлено большое различие в концентрации свинца в шлифе и на поверхности граничащего с ним излома, что характерно практически для всех разрушенных кранов. В связи с этим изучено влияние начала кристаллизации и скорости вытяжки латунного прутка из печи на характер распределения свинца и охрупчивающих примесей по объёму экспериментальных литых образцов, а затем и в поковках, изготовленных из этих литых заготовок. Показано, что после горячей деформации на поверхности части образцов (№ 1, 2, 4) сформировались трещины. Причем вероятность их образования в процессе штамповки корпуса крана уменьшается при использовании более однородных по составу литых цилиндрических заготовок, которые можно получить, как показало исследование, увеличивая степень переохлаждения жидкой фазы и скорости кристаллизации. Полученные результаты дают полезную информацию при анализе технологических операций производства продукции из свинцовой латуни ЛС59-1В.
Кран, латунь, химический состав, литье, неоднородность, микротрещина, примеси, свинец, включения, штамповка, рекристаллизация, механическая обработка
Короткий адрес: https://sciup.org/147246024
IDR: 147246024 | УДК: 669.3 | DOI: 10.14529/met240403
Investigation of the causes of cracking on the housings of brass ball valves
In order to determine the cause of cracks on the housings of finished brass ball valves, samples cut from cracked cranes produced from June to September 2023 were studied, moreover, with the help of these samples, it was possible to study the fracture surface and the microstructure of the section bordering the fracture, including the element composition of individual structural components. A detailed study of the microstructure of the material of these products was performed using a scanning microscope “JEOL JSM-7001F”, which has an attachment - the Oxford energy dispersion analyzer “INCA X-max 80”, which allows for micro X-ray spectral analysis of individual parts of the brass microstructure. The study revealed a large difference in the concentration of lead in the slot and on the surface of the fracture bordering it, which is typical for almost all destroyed cranes. In this regard, the influence of the onset of crystallization and the rate of extraction of brass rods from the furnace on the distribution of lead and embrittling impurities in the volume of experimental cast samples, and then in forgings made from these cast blanks, was studied. It is shown that cracks formed on the surface of a part of the samples (Nos. 1, 2, 4) after hot deformation. Moreover, the probability of their formation during the stamping of the crane body decreases when using more homogeneous cast cylindrical blanks, which can be obtained, as the study showed, by increasing the degree of supercooling of the liquid phase and the crystallization rate. The results obtained provide useful information in the analysis of technological operations for the production of lead brass products LS59-1B.
Список литературы Исследование причин образования трещин на корпусах латунных шаровых кранов
- Влияние химического состава латуни типа ЛС59-1 на качество водозапорных изделий / Д.О. Левин, А.В. Сулицин, Н.Т. Карева, Д.М. Галимов // Вестник ЮУрГУ. Серия "Металлургия". 2022. Т. 22, № 4. С. 38-55. DOI: 10.14529/met22040
- Цветные металлы и сплавы. Композиционные металлические материалы. Машиностроение. Энциклопедия в сорока томах. Раздел II. Материалы в машиностроении. Т. II-3 / под ред. И.Н. Фридляндера. М.: Машиностроение, 2001. 870 с.
- ГОСТ 15527-2004. Сплавы медно-цинковые (латуни), обрабатываемые давлением. Введ. 2005-07-01. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2004. 11 с.
- Карева Н.Т., Томилова Д.Е., Турянский Д.С. Влияние вариаций химического состава латуней типа ЛС59-1 на характер их расчетных равновесных фазовых диаграмм // Вестник ЮУрГУ. Серия "Металлургия". 2023. Т. 23, № 2. С. 5-13. DOI: 10.14529/met230201
- Брусницын С.В., Ивкин М.О. Проблемы производства изделий из свинцовых латуней // Теория и технология металлургического производства. 2013. № 1 (13). С. 38-39.
- Смирягин А.П., Смирягина Н.А., Белова А.В. Промышленные цветные металлы и сплавы. 3-е изд. М: Металлургия, 1974. 488 с.
- Мальцев М.Д. Металлография промышленных цветных металлов и сплавов. 2-е изд. М.: Металлургия, 1970. 364 с.
- Крумнакер М., Сэллер К., Пиш Г. Вторичное выделение β-фазы в латуни // Металловедение цветных металлов и сплавов. Опыт металлургов ГДР: сб. М.: Металлургия, 1989. С. 35–42.
- Осинцев О.С., Федоров В.Н. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки: справ. М.: Машиностроение, 2004. 336 с.
- Сучков Д.И. Медь и ее сплавы. М: Металлургия, 1967. 248 с.
- Захаров А.В. Промышленные сплавы цветных металлов. М.: Металлургия, 1980. 255 с.
- Диаграммы состояния двойных металлических систем: справ.: в 3 т. / под общ. ред. Н.П. Лякишева. М.: Машиностроение, 1997. Т. 2. 1024 с.
- Новиков И.И., Оболенский В.И. О роли фазового наклепа при аномальном росте зерен в литой латуни // Металлургия и металловедение цветных металлов. М.: Наука, 1982. С. 98–105.
- Изучение влияния технологических условий изготовления латунных водозапорных устройств на качество готовых изделий / Д.О. Левин, А.В. Сулицин, Н.Т. Карева, Д.М. Галимов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2022. Т. 22, № 3. С. 28–47. DOI: 10.14529/met220303
- Брусницын C.В., Мысик Р.К., Сулицин А.В. Полунепрерывное литье сложнолегированных износостойких латуней. Екатеринбург: УГТУ–УПИ, 2009. 287 с.
