99. Свойства литейных сплавов

Литейными свойствами называются такие технологические свойства металла и сплава, которые определяют его пригодность для получения качественной отливки (без литейного брака). Литейные свойства металлов и сплавов зависят от их химического состава и физических свойств. Они оказывают большое влияние на выбор технологического процесса изготовления отливок.

Качество металлов и сплавов оценивают по их свойствам. Свойства сплавов бывают: физические (теплопроводность), химические (коррозионная стойкость), механические (прочность, твердость и другие) и технологические.

К технологическим свойствам относят: обрабатываемость, свариваемость, ковкость, герметичность и литейные свойства.

Обрабатываемость– способность материалов обрабатываться режущими абразивными или иными инструментами.

Свариваемость– способность материалов образовывать сварное соединение, свойства которого близки к свойствам основного материала.

Ковкость– способность металлов и сплавов подвергаться различным видам обработки давлением. Ковкость характеризуется пластичностью и сопротивлением деформации.

Герметичность– способность материала не пропускать жидкость или газ при избыточном или пониженном давлении.

Основными литейными свойствами металлов и сплавов являются жидкотекучесть, усадка и склонность к ликвации.

Жидкотекучесть.

Жидкотекучесть характеризует способность расплавленного сплава заполнять сложные полости формы. Величина жидкотекучести зависит от состава сплава, степени его перегрева, а также от материала формы. Жидкотекучесть наиболее высока у сплавов алюминия, оловянистых бронз, серого чугуна и кремнистых чугунов. Меньшей жидкотекучестью отличаются углеродистые и низколегированные стали, белый чугун и безоловянистые бронзы. Жидкотекучесть выше при заливке сплава в сухие формы, меньше при заливке в сырые песчаные формы и еще меньше при литье в постоянные металлические формы.

Сравнительная жидкотекучесть различных сплавов определяется с помощью специальных технологических проб. Наиболее распространена спиральная проба. Для ее проведения в литейной форме формуется спиральный канал постоянного сечения. Длина спирального канала, по которому протекает металл до затвердевания, характеризует величину жидкотекучести.

Ликвация.

Ликвация проявляется в неоднородности химического состава в различных точках отливки. Различают дендритную и зональную ликвацию. При дендритной ликвации происходит образование неоднородных по своему составу зерен сплава, а при зональной — неоднородных зон в различных частях отливки. Ликвация увеличивается при увеличении в сплаве содержания примесей, имеющих большой удельный вес, или примесей с низкой температурой плавления (S, Р и др.). При дендритной ликвации легкоплавкие компоненты скапливаются на поверхности отливок или в промежутках между затвердевающими кристаллами.

Зональная ликвация, в противоположность дендритной, увеличивается при медленном охлаждении отливки, когда создаются условия для перемещения различных фаз под действием разницы удельных весов.

Характерным для зональной ликвации является то, что наружные участки и тонкие стенки отливки, охлаждаемые в первую очередь, содержат ликвирующих примесей меньше, чем застывающие позже более массивные части.

На физико-механические свойства отливок и эксплуатационные качества литых деталей оказывают влияние и другие факторы. Одним из них является способность металлов и сплавов поглощать газы, попадающие из шихтовых материалов, окружающей среды, материала формы и т. д. Растворимость газов в расплавленном металле зависит от температуры — с понижением температуры уменьшается растворимость, и наоборот.