применять ложные (усадочные) ребра для увеличения проч­ности массивного сечения отливки, где часто образуются-горячие •трещины (при обрубке эти ребра удаляют).

Напряжения в отливках могут возникнуть не только из-за тор-' можения усадки отливки формой, но также часто из-за термического торможения усадки. Например, в отливке массивной чугунной рамы (рис. 153) тонкие ребра затвердевают первыми и оказывают сопротивление усадке массивной окантовки, затвердевающей несколько позже. В результате в углах рамы, затвердевающих последними, возможно появление трещин, так как в ней возник­нут напряжения растяжения, а в тонких "ребрах — напряжения сжатия.

Напряжения от механического й от термического торможения усадки не всегда могут вызывать образование трещин в отливках. Очень часто эти напряжения приводят к короблению отливок, что также может быть причиной их брака. Например, если маховик имеет массивный обод и тонкие спицы, то тонкие спицы затверде- вают первыми и испытывают сжатие при усадке массивного обода, который при усадке растягивается и, деформируясь, теряет свою форму. Если, наоборот, маховик имеет тонкий обод и массивные спицы, то затвердевший первым обод тормозит усадку спиц, которые испытывают растягивающие напряжения. Обод при этом сжимается, также деформируется и теряет правильную форму. Поэтому часто для уменьшения деформации отливки спицы делают S-образной формы, благодаря чему они пружинят, компенсируя частично воз- никающие напряжения. Кро-

ме того, при литье шкивов с массивным ободом применяют внешние холодильники, что выравнивает скорость охлаж- дения массивного обода и тон- ких спиц, и напряжения уменьшаются.

В отливках с элементами типа балок таврового сечения, например направляющих ста- нин станков, также очень ча- сто возникают деформации,

. приводящие к потере точности уже готовых станков.

Для устранения напряже- ний отливки подвергают тер-

мической обработке. Чугунные отливки нагревают до температуры 850—900° С и затем медленно охлаждают, чтобы не допустить боль- шой разницы температур в тонком и толстом сечениях. При нагреве напряженные части отливки могут деформироваться, благодаря чему напряжения уменьшаются. Отливки станин для точных станков очень часто подвергают естественному старению, т. е. выдержке в течение нескольких месяцев на складе, которую совмещают с пе- риодической механической обработкой. Сначала отливки подвер- гают грубой механической обработке, оставляя припуски для последующей обработки, затем отправляют их на склад. По про- шествии некоторого времени их вновь подвергают обработке ^и т. д.

При снятии стружки нарушается равновесное напряженное состояние отливки и она деформируется. В процессе выдержки между обработками происходит перераспределение напряжений и снижение их значений. Кроме естественного старения применяют искусственное старение, состоящее в нагреве отливки до 500—550° С ^и медленном охлаждении.

ГЛАВА И

(дн/см). С увеличением поверхностного натяжения жидкотекучесть ухудшается, особенно при заполнении тонких каналов.

Для улучшения заполняемое™ форм рекомендуется разрушать окисные плены химическим путем. Например, при литье чугуна это достигается обрызгиванием рабочей поверхности формы нефтью или керосином, которые, разлагаясь, создают восстановительную атмо- сферу в форме.

Влияние свойств формы. При заливке формы отнимают у распла- ва теплоту. Способность формы отнимать от расплава теплоту опре- деляется ее теплопроводностью А, теплоемкостью с и плотностью у

материала формы, т. е. тепло- аккумулирующей способностью формы

b$ = V[ ккал/(м²ч^1/2° С) ].

Величина Ь_ф холодной формы из кварцевого песка меньше ве- личины Ьф холодной формы из " дробленого магнезита. Песча- ная форма медленно отводит теплоту, и расплав заполняет ее лучше, чем форму из магнезита.

Металлическую форму (кокиль) расплав заполняет хуже, чем песчаную форму, так как кокиль

более интенсивно отводит теплоту от движущегося металла. Разные места формы неодинаково нагреваются протекающим расплавом.

Между текущим расплавом и формой возникает трение. Это внешнее трение, оно тем больше, чем быстрее заливают расплав в форму, чем больше давление расплава на поверхность формы и выше коэффициент трения.

Коэффициент трения расплава о форму уменьшается с увеличе­нием гладкости рабочей поверхности формы, причем уменьшается в значительной степени в случаях, когда на поверхности формы образуется тонкая газовая пленка из нанесенной на поверхность формы краски или припыла. Если количество образующихся в форме газов больше, чем это необходимо для создания газовой пленки на поверхности контакта, а газы и пары не выделяются свободно из формы, то в форме создается противодавление. В таких случаях . необходимо устраивать выпоры на всех выступающих частях от­ливки.

Влияние химического состава. Жидкотекучесть чугуна возрастает с увеличением содержания кремния, фосфора и, особенно, углерода, Достигая максимума в чугунах эвтектического состава, определяе­мого суммой С + ~ Si + у Р (рис. 154).

Фосфор улучшает жидкотекучесть чугуна, уменьшает его по­верхностное натяжение и вязкость, образует легкоплавкую фосфид-

ную эвтектику. Большое значение имеет повышенное содержание фосфора (до 1—1,5%) для художественного литья, когда требуется повышенная жидкотекучесть. Сера и марганец в отдельности слабо влияют на жидкотекучесть, но при наличии обоих элементов обра­зуется сульфид марганца, сильно понижающий жидкотекучесть.

Низкоуглеродистый перлитный чугун (2,8—3% С) на диаграмме состояния Fe — Fe_sC располагается дальше от эвтектики (4,3% С), чем высокоуглеродистый (3,5% С), поэтому его жидкотекучесть меньше жидкотекучести серого чугуна. Белые чугуны обладают

ниях, а в относительных:

1 г

Продолжительность Рис. 157. Кривая линейной усадки чугуна

этом послеперлитная усадка е_пп изменяется мало и составляет всего 1%. Полная усадка е_п представляет собой сумму доперлитной и послеперлитной усадок. Действительная

же усадка е_д не учитывает предусадоч- — —

ного расширения.

При торможении усадки отливки 7,^J ——-^г-у—-

полная усадка и действительная усадка _tn

соответственно уменьшаются. W Г*⁴NT V~

На рис. 158 приведена усадка чугуна ^ \ гД

в зависимости от толщины отливки и ’ Ч \

состава чугуна. q Х-Д-i

Полная объемная усадка. Усадка ’ Туф Ч V

£у_под любого металла или сплава при -0,9 \

заливке и охлаждении отливки в форме дд • \

складывается из усадки сплава в жидком ' \

состоянии е_Кжид, усадки при затвердева- qj

нии e_v , т. е. при понижении темпе- , \

ратуры от ликвидуса до солидуса, и > 15 30 60 100 T_rS

усадки в твердом состоянии e_v : _п

223

I"4“ 8у ■ —(би —8у ),

Р ^кжид ^{1 к}затв ' ^кот тв

где e_Vqt — усадка отливки.

Объем усадочной раковины зависит от многих факторов:

1. коэффициента усадки металла или сплава в жидком состоя­нии, который зависит от химического состава металла или сплава;

2. температуры жидкого металла или сплава к началу затверде­вания отливки; чем выше эта температура, тем больше объем уса­дочной раковины;

3. величины усадки при затвердевании е

степени графитизации чугунов; чем больше в чугуне графити- зирующих элементов (кремния, углерода и др.), тем меньше его усадка;

податливости формы и стержня; чем податливее форма и стержень, тем больше усадка и наоборот;