Литейные и физико-химические свойства сплавов

К основным литейным свойствам сплавов относят жидкотекучесть, усадку, ликвацию, склонность к образованию трещин и отбелу.

Жидкотекучесть – способность металла в расплавленном состоянии заполнять литейную форму, четко воспроизводя ее контуры и поверхность. При низкой жидкотекучести движение расплава в форме может прекратиться

раньше, чем она будет заполнена. На жидкотекучесть оказывают влияние многие факторы, связанные со свойствами, состоянием и строением расплава (его природа, температура при заливке, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость и теплопроводность, наличие включений и др.). Жидкотеку-

честь определяют по технологической пробе и оценивают по длине спираль- ного (или прямолинейного) канала, заполненного расплавом в контрольной форме.

Усадка – свойство металлов и сплавов уменьшать объем при охлаж- дении в расплавленном состоянии, в процессе затвердевания и в затвердев- шем состоянии при охлаждении до температуры окружающей среды. Разли-

чают объемную и линейную усадки, выражаемые в процентах. Результатом объемной усадки являются усадочные раковины и поры в отливке. Усадку сплава определяют на специальных технологических пробах и оценивают по

разности размеров (или объема) сплавов до затвердевания и после охлажде- ния.

Ликвация – неоднородность химического состава сплава в различных местах сечения отливки, возникшая при ее затвердевании. Ликвацию опре-

деляют химическим способом или спектральным анализом. Склонность сплавов к образованию трещин проявляется в процессе затрудненной усадки при охлаждении.

Отбел – склонность чугуна к выделению структурно свободных кар- бидов сверх необходимого для образования перлитной структуры. Величина отбела зависит в основном от скорости охлаждения отливки и химического

состава чугуна. Чем выше скорость охлаждения, тем больше склонность чу- гуна к образованию отбела. Химическими элементами, уменьшающими от- бел, являются углерод, кремний, алюминий, титан и др.; увеличивающими –

ванадий, марганец, молибден, хром и др. Толщина проб для определения склонности чугуна к отбелу связана с преобладающей толщиной сечения стенок отливки.

Если к литым деталям не предъявляется высоких требований в отно-

шении механических и других свойств, то обычно такие детали изготовляют- ся из самого дешевого литейного сплава – чугуна, обладающего относитель- но невысокой температурой плавления, хорошей жидкотекучестью и малой усадкой. Но если детали должны иметь высокие механические свойства, то их необходимо изготовлять из стали, хотя она дороже чугуна и имеет высо- кую температуру плавления, худшую жидкотекучесть и большую усадку. Иногда решающее значение имеет среда, в которой должны работать детали.

Л е к ц и я 1 Основные понятия литейного производства

Например, для работы в морской воде они изготовляются из более дорогих медных сплавов (бронзы и иногда латуни), так как чугун и обычная сталь в такой среде легко разрушаются из-за недостаточной химической стойкости. При изготовлении отливок для самолетостроения, когда решающее значение имеет масса, применяют алюминиевые или магниевые сплавы, несмотря на их высокую стоимость.

Химические составы литейных сплавов указаны в ГОСТах и техниче-

ских условиях. В существующих ГОСТах регламентируется качество более 200 литейных сплавов. Отливки из 400 литейных сплавов изготовляются по техническим условиям, принятым изготовителем и потребителем.

Химический состав и механические свойства стальных отливок рег- ламентируются ГОСТ 977-88, отливок из серого чугуна – ГОСТ 1412-85, вы- сокопрочного модифицированного чугуна – ГОСТ 7293-85, из сплавов на ос- нове алюминия – ГОСТ 1583-93, магниевых сплавов – ГОСТ 2856-79 и т.д.