Вимоги до матеріалів, що використовуються для одержання відливок:

• Склад матеріалів повинен забезпечувати отримання у відливці заданих фізико-механічних та фізико-хімічних властивостей; властивості і структура мають бути стабільними протягом усього терміну експлуатації відливки.

• Матеріали повинні мати гарні ливарні властивості (високу рідкоплинність, невелику усадку, низьку схильність до утворення тріщин і поглинання газів, герметичність), добре зварюватися, легко оброблятися різальним інструментом. Вони не повинні бути токсичними і шкідливими для виробництва. Необхідно, щоб вони забезпечували технологічність в умовах виробництва і були економічними.

Ливарні властивості сплавів

Отримання якісних відливок без раковин, тріщин та інших дефектів залежить від ливарних властивостей сплавів, які проявляються при заповненні форми, кристалізації та охолодженні відливок у формі. До основних ливарних властивостей сплавів відносять: рідкоплинність, усадку сплавів, схильність до утворення тріщин, газопоглинання, ліквацию.

Рідкоплинність – здатність розплавленого металу текти по каналах ливарної форми, заповнювати її порожнини і чітко відтворювати контури відливки.

При високій рідкотекучесті сплави заповнюють всі елементи ливарної форми. Рідкоплинність залежить від багатьох факторів: від температурного інтервалу кристалізації, в'язкості та поверхневого натягу розплаву, температури заливки у форми, властивостей форми й ін. Чисті метали і сплави, що затвердівають при постійній температурі, мають кращу рідкоплинність, ніж сплави, що затвердівають в інтервалі температур (тверді розчини). Чим вище в'язкість, тим менше рідкоплинність. Зі збільшенням поверхневого натягу рідкоплинність знижується. З підвищенням температури заливки розплавленого металу і форми рідкоплинність поліпшується. Збільшення теплопровідності матеріалу форми знижує рідкоплинність. Так, піщана форма відводить теплоту повільніше, і розплавлений метал заповнює її краще, ніж металеву форму. Наявність неметалевих включень знижує рідкоплинність. Так само впливає хімічний склад сплаву (зі збільшенням вмісту сірки, кисню, хрому рідкоплинність знижується; зі збільшенням вмісту фосфору, кремнію, алюмінію, вуглецю рідкоплинність збільшується).

Усадка – властивість металів і сплавів зменшувати об'єм при охолодженні у розплавленому стані, у процесі затвердіння та у затверділому стані при охолодженні до температури навколишнього середовища. Зміна об’єму залежить від хімічного складу сплаву, температури заливання, конфігурації відливки.

Розрізняють об'ємну і лінійну усадку. В результаті об'ємної усадки з'являються усадочні раковини та усадкова пористість в масивних частинах відливки.

Для попередження утворення усадочних раковин встановлюють додаткові резервуари з розплавленим металом, а також зовнішні чи внутрішні холодильники.

Лінійна усадка визначає розмірну точність отриманих відливок, тому вона враховується при розробці технології литва і виготовлення модельної оснастки.

Лінійна усадка становить: для сірого чавуну – 0,8–1,3 %; для вуглецевих сталей – 2–2,4 %; для алюмінієвих сплавів – 0,9–1,45 %; для мідних сплавів – 1,4–2,3 %.

Газопоглинання – здатність ливарних сплавів у розплавленому стані розчиняти водень, азот, кисень та інші гази. Ступінь розчинності газів залежить від стану сплаву: з підвищенням температури твердого сплаву збільшується незначно; зростає при плавленні; різко підвищується при перегріві розплаву. При затвердінні і наступному охолодженні розчинність газів зменшується, у результаті їх виділення у відливці можуть утворитися газові раковини і пори. Розчинність газів залежить від хімічного складу сплаву, температури заливання, в'язкості сплаву і властивостей ливарної форми.

Ліквація – неоднорідність хімічного складу сплаву в різних частинах відливки. Ліквація утворюється у процесі затвердіння відливки, за різної розчинності окремих компонентів сплаву у його твердих і рідких фазах. У сталях і чавунах помітно ліквують сірка, фосфор і вуглець.

Розрізняють ліквацію зональну, коли різні частини відливки мають різний хімічний склад, і дендритну, коли хімічна неоднорідність спостерігається у кожному зерні.