§ 1. Общие сведения

При изготовлении металлических изделий металлы в чистом виде почти не применяют, так как во многих случаях их свойства не соответствуют требованиям, предъявляемым к изделиям. На­пример, химически чистое железо не может служить материалом для изготовления изделий, так как оно не имеет достаточной прочности (мягкое, легко режется ножом), но в соединении с дру- ] гими элементами (углеродом, кремнием, марганцем, фосфором) ] оно дает прочный и удобный для отливки изделий материал — чугун. Соединение в определенных пропорциях двух или несколь- I ких химических элементов называют сплавом. Сплавы железа с углеродом в различных соотношениях известны под названием I черных сплавов. К ним относятся чугун и сталь. Сплавы меди, ] олова, цинка, алюминия, свинца, магния и ряда других элементов называются цветными сплавами. Наиболее распространенными в производстве монументальных художественных отливок яв- | ляются медные сплавы — латуни и бронзы, в производстве малой | скульптуры — серый литейный чугун.

Все металлы и сплавы обладают физическими, механическими и технологическими свойствами.

К физическим свойствам относятся температура плав­ления, расширение при нагревании, цвет, плотность, электро­проводимость и теплопроводность, магнитные свойства.

К механическим свойствам относятся прочность, твердость, пластичность, вязкость и упругость.

К технологическим свойствам относятся литейные свойства, свариваемость, возможность обработки резанием.

§ 2. Литейные свойства сплавов

В производстве отливок важную роль играют литейные свой­ства сплавов, обеспечивающие хорошее заполнение литейной формы и получение отливок без дефектов — раковин, трещин и др. К основным литейным свойствам сплавов относятся жидкотеку­честь, усадка и ликвация.

Жидкотекучесть — способ- Таблица 11

НОСТЬ расплавленного металла Необходимая жидкотекучесть чугуна заполнять литейную форму. для заливки форм

Хорошая жидкотекучесть ме- художественных отливок

Отливки	Толщина стенок, мм	Жидко­текучесть, мм
Ажурные Кабинетные Статуарные Архитектурные	2—3 5—6 10—15 15—20	1000—1100 750—850 500—750 300—500

талла особенно важна при изготовлении ажурных худо­жественных отливок, имеющих тонкую стенку, сложную по­верхность с наличием большого числа просветов. Жидкотеку­честь зависит от химического состава и температуры заливки. Чем выше температура за­ливки сплава, тем больше его жидкотекучесть. Жидкотекучесть чугуна увеличивается с увеличением содержания в нем фос­фора, кремния и углерода. Сера и марганец понижают жидко­текучесть .

Жидкотекучесть определяют с помощью специальной литейной формы, имеющей спиралевидный канал, в который заливают испытуемый расплав. Форму изготовляют по модели стандартной пробы на жидкотекучесть. Чем более длинный участок спирали заполнит заливаемый в нее металл, тем выше его жидкотекучесть. Для удобства вычисления длины залитой спирали на ее верх­ней поверхности через каждые 50 мм расположены точки. Таким образом, жидкотекучесть металла определяется дли­ной залитой спирали, выраженной в миллиметрах или точках (табл. 11).

Усадка — уменьшение объема сплава, залитого в форму, при его охлаждении. Уменьшение объема сплава при охлаждении до температуры затвердевания и при затвердевании называется объемной усадкой. Уменьшение линейных размеров отливки по сравнению с размерами модели называется линейной усадкой.

Значение усадки сплава в литейной форме зависит от его химического состава, конфигурации отливаемого изделия, тем­пературы заливки в форму, скорости охлаждения в форме и других факторов. Среднее значение линейной усадки серого чугуна около I %, стали — 2 %, медных сплавов — 1,5 %.

Усадка — отрицательное явление не только потому, что при пей изменяются объем и размеры изготовляемых отливок, но к потому, что она является причиной образования в отливках усадочных раковин, пористости, внутренних напряжений, вызы­вающих появление коробления и трещин.

Ликвация — неоднородность химического состава сплава в раз­личных частях сечения отливки, возникающая при его кристалли-ыции. Наиболее заметна ликвация в массивных сечениях от­ливки.