2.3.2 Общая характеристика основных литейных свойств

К литейным свойствам металлов и сплавов также относятся:

Усадка – свойство литейных сплавов уменьшать размеры и объем при кристаллизации и последующем охлаждении. Усадочные явления вызывают появление в отливках следующих дефектов: усадочные пустоты (раковины, поры), усадочные деформации (линейная усадка, коробление), трещины, остаточные напряжения.

Усадочная пористость. Усадочной пористостью называется скопление мелких пустот, образующихся в результате усадки при затвердевании небольших объемов металла, изолирующихся в процессе формирования отливки от источников питания жидким металлом. Образование пор происходит на микроструктурном уровне и связано с фильтрацией жидкого металла между твердыми кристаллами в области затвердевания. Подразделяется на рассеянную, распределенную более или менее равномерно по всему объему отливки, и зональную, сосредоточенную в определенных зонах или частях отливки.

Склонность к ликвации. Ликвацией называется химическая неоднородность отливки, возникающая при кристаллизации из расплава. Подразделяется на дендритную – в пределах одного зерна (дендрита) и зональную – в пределах отливки в целом. Склонность к ликвации зависит от температурного интервала кристаллизации и типа диаграммы состояния (эвтектического, перитектического и непрерывных растворов). Как правило, чем больше температурный интервал кристаллизации, тем дольше кристаллизуется сплав, тем выше в нем ликвация состава. Полного выравнивания концентрации даже в пределах отдельных зерен в реальных условиях кристаллизации не происходит.

Трещиностойкость к горячим и холодным трещинам. Трещиностойкость – это способность металлов и сплавов сопротивляться образованию горячих (при кристаллизации в процессе перехода из жидкого состояния в твердое) и холодных – в твердом состоянии при охлаждении отливки за счет разных удельных объемов жидкой и твердой фаз и разных скоростей охлаждения в тонких и толстых частях отливок, соответственно.

2.4 Методика определения литейных свойств

2.4.1 Методика определения жидкотекучести по методу растекающейся капли состоит в следующем:

– рассчитывается состав опытных сплавов таким образом, чтобы их объем после кристаллизации был одинаков;

– степень перегрева относительно температуры плавления во всех случаях не превышает 50 градусов;

– материал разливочной плиты не взаимодействует с расплавленным металлом;

– высота тигля над разливочной плитой при литье во всех случаях должна быть одинаковой.

После свободного растекания расплава по поверхности разливочной плиты, его кристаллизации и охлаждения до комнатной температуры полученные отливки проецируют на поверхность плотной бумаги, вырезают отпечатки, предварительно проведя маркировку каждого из них, и взвешивают на технических весах. Вес полученного отпечатка пропорционален жидкотекучести исследуемого материала.

2.4.2 Оценка склонности металлов и сплавов к порообразованию производится по высоте отливок одинакового объема, полученных с использованием одинаковых литейных форм. В первом приближении, чем будет больше высота отливки, тем выше объем имеющихся в ней пор. Оценка производится измерением высоты отливки и визуальным рассмотрением ее внешнего вида.

2.4.3 Оценка величины поверхностного натяжения производится по форме верхней части открытой поверхности отливки. Если ее профиль имеет выпуклый вид, т.е. расплав не смачивает стенки литейной формы, то поверхностное натяжение такого сплава высокое. При вогнутой поверхности и смачивании расплавом стеной литейной формы, поверхностное натяжение сплава – низкое.

2.4.4 Определение склонности металлов и сплавов к деформационному упрочнению осуществляется в режиме осадки путем сравнения их твердости в исходном состоянии и после осадки на гидравлическом прессе со степенью деформации, максимально возможной для каждого случая. Расчет производится по формуле

, (2.1)

где Нисх., Нкон – начальное и конечное значение твердости изучаемых металлов и сплавов. После чего проводится сопоставительный анализ влияния степени деформации на величину упрочнения. Оценка степени деформации рассчитывается по стандартной методике.

2.4.5 Определение коэффициента использования металла – КИМ измеряется в % и равен отношению массы годной детали (отливки) к массе металлошихты:

, (2.2)

где М отл – масса отливки, М шихт – масса металлошихты.

Этот показатель определяет эффективность использования металлов и сплавов в литейном производстве.

Полученные результаты анализируются, описываются и оформляются в виде соответствующих выводов.