Модуль 9 ПФ.С.01.ПР.0.04.04(ПФ.Д.07.ПР.0.43.01) Ливарні властивості сплавів

ТЕМА: Загальнi вiдомостi про ливарнi властивостi сплавiв

МЕТА:

• дидактична ознайомитись з технологічними властивостями ливарних сплавів. Вивчити способи визначення властивостей сплавів

• виховна розвивати інтерес до майбутньої професії, прививати культуру технічного мовлення і мислення.

ПЛАН

1. Рiдкотекучiсть сплавiв.

1. Фактори, якi впливають на рiдкотекучiсть.

2. Вплив рiдкотекучостi на якiсть виливок.

3. Способи визначення рiдкотекучостi сплавiв.

1. Усаджування сплавiв

   1. Механiзм виникнення, фактори, якi впливають на процес усаджування сплавiв

   2. Поняття про лiнiйну та об'емну усадку.

   3. Усаджувальнi раковини та пори, способи контролю і усу­нення.

2. Лiквацiя у виливках. Види лiквацiї, фактори впливу на виникнення лiквацiї

Література:

1. Емельянова А. П. Технология литейной формы. - М.: Машиностроение, 1986. 224 с.

2. Титов Н. Д., Степанов Ю. А. Технология литейного производства. - М: Машиностроение. 1985. 400 с. С. 187-196

Ливарними називають технологічні властивості металів і сплавів, що виявляються при заповненні форми, кристалізації і подальшому охолодженні виливка.

Найбільш важливі технологічні ливарні властивості — це рідинотекучість, усадка (об'ємна і лінійна), схильність сплавів до ліквації, до утворення гарячих тріщин, до поглинання газів, пористості. Ці властивості сплаву багато в чому залежать від його хімічного складу і швидкості охолодження при заливанні у форму і затвердінні.

1. Рідинотекучість

Рідинотекучість — це здатність металів і сплавів у розплавленому стані заповнювати порожнина форми і точно відтворювати обрису виливка. Гарна рідинотекучість сплаву забезпечує одержання щільних високоякісних виливків, зменшення газових і усадочних раковин, недоливів і ін.

Здатність металу чи сплаву заповнювати порожнина форми залежить від його фізичних властивостей: в'язкості і поверхневого натягу. Крім того, на рідинотекучість впливає вміст домішок у металі чи сплаві, схильність до окислення і тепловідведна здатність ливарної форми. Майже у всіх металів і сплавів чим вище в'язкість, тим менше рідинотекучість.

В'язкість сплавів — це властивість динамічне, характеризує взаємне тертя часток сплаву при русі, виміряється в пуазах. В'язкість сплаву залежить від його складу і температури, наявності включень. В'язкість того самого сплаву може бути різної при різних способах металургійної обробки. Висока в'язкість розплаву часто є причиною шлюбу виливків по недоливах. З підвищенням температури розплаву знижується в'язкість і відповідно рідинотекучість його підвищується, причому особливо сильне підвищення її спостерігається при температурі нижче лінії ліквідусу.

За даними Ю. А. Нехендзі, нульова рідинотекучість (тобто сплав перестає текти) настає в чавунів при змісті 30 % твердої фази, а в сталей — 20 % у рідкому розплаві.

Поверхневий натяг — дуже важлива характеристика рідкого сплаву. Зі збільшенням поверхневого натягу рідинотекучість погіршується, особливо при заповненні тонких каналів. Поверхневий натяг залежить від хімічного складу сплаву, температури, ступеня розкислення й інших факторів.

1. Фактори, якi впливають на рiдкотекучiсть

Вплив властивостей форми. При заливанні розплавів форми стінки відводять від нього теплоту. Здатність форми відводити від розплаву теплоту визначається її теплоаккумулюючою здатністю.

Піщана форма повільно відводить теплоту, і розплав заповнює її краще, ніж форму з металу, тому що металева форма більш інтенсивно прохолоджує метал, що рухається.

М іж поточним розплавом і формою виникає зовнішнє тертя. Коефіцієнт тертя розплаву у форму зменшується зі зменшенням шорсткості робочої поверхні форми, особливо у випадках, коли на поверхні форми утвориться тонка газова плівка з нанесеного на поверхню форми покриття або припилу. Якщо кількість газів, що утворяться у формі, більше, ніж це необхідно для створення газової плівки на поверхні контакту, а гази і пари не виділяються вільно з форми, то у формі створюється протитиск. У таких випадках необхідно улаштовувати випори на усіх виступаючих частинах виливка.

Вплив хімічного складу. Рідинотекучість чавуна зростає зі збільшенням вмісту кремнію, фосфору й особливо вуглецю, досягаючи максимуму в чавунах евтектичного складу, обумовленого сумою С + (1/3) Si+ (1/2) Р (мал. 9.1.).

Фосфор поліпшує рідинотекучість чавуна, зменшує його поверхневий натяг і в'язкість внаслідок утворення в чавуні легкоплавкої фосфидной евтектики. Велике значення має підвищений вміст фосфору (до 1,5 %) для художніх виливків, коли потрібно підвищена рідинотекучість. Сірка і марганець окремо слабко впливають на рідинотекучість, але при наявності обох цих елементів утвориться сульфід марганцю, сильно понижуючий рідинотекучість.

Низьковуглецевий перлітний чавун (2,8—3 % З) на діаграмі стану Fе-Fe₃С розташовується далі від евтектики (4,3 % З), чим високовуглецевий (3,5 % С), тому його рідинотекучість менше рідинотекучості сірого чавуна. Рідинотекучість білих чавунів нижче в порівнянні з перлітними, тому що вони знаходяться ще далі по складу від евтектики. Нікель і мідь слабко впливають на підвищення рідинотекучості низьколегованих чавунів, а хром, молібден і титан знижують її.