раскислении осаждающим методом (см. раздел 8.8), когда в расплав специально вводятся кремний, марганец и алюминий. При проведе­ нии этой операции необходимо создавать условия для перевода большей части включений в шлак.

Сульфидные включения образуются не только в жидкой, но и в твердой стали. Растворимость серы в твердом железе очень мала. Вся сера, выделяющаяся при кристаллизации расплава, находится в отливках в виде сульфидных включений. Больше всего в стали сульфидов марганца.

Нитридные включения встречаются в цветных сплавах, но больше всего их может содержаться в стальных отливках. В жидкой стали растворимость азота достигает 0,03 %. При кристаллизации азот образует прочные химические соединения с металлами, особен­ но с цирконием, титаном, алюминием.

Наибольшее влияние на свойства сплавов оказывают неметал­ лические включения, образующие сетку на границах зерен. Они рез­ ко снижают пластические свойства сплавов. Включения, особенно глобулярной формы, равномерно распределенные по всему объему металла, оказывают менее существенное влияние.

Качественное и количественное изучение неметаллических включений проводят химическими и металлографическими метода­ ми. При химическом анализе пробу металла растворяют в слабых кислотах. Включения остаются в растворе в виде осадка, их отде­ ляют путем фильтрации, взвешивают и подвергают дальнейшему анализу.

Металлографическим методом изучают шлифы при большом увеличении.

Поскольку неметаллические включения ухудшают механиче­ ские и эксплуатационные свойства сплавов, то их необходимо уда­ лить из расплава до начала кристаллизации.

8.6. Методы устранения дефектов газового характера

Все методы борьбы с газовыми дефектами можно разделить на три основные группы:

- предупредительные, направленные против насыщения рас­ плавов газами во время плавки и разливки;

-меры по удалению растворенных газов из расплавов перед разливкой;

-меры, препятствующие выделению газов из жидких растворов при разливке и кристаллизации.

8.6.1. Предупредительные меры

Технология плавки любых сплавов должна предусматривать все меры против их насыщения газами, особенно водородом. К этим ме­ рам можно отнести:

1.Тщательный подбор шихтовых материалов, отбраковку ших­ ты, содержащей возможные источники газов (влага, окалина).

2.Исключение высоких перегревов расплава.

3.Быстрое ведение плавки.

4.Использование защитных флюсов и атмосфер при плавке.

5.Контроль за полнотой сушки футеровки печей, сливных же­ лобов, ковшей, плавильно-раздаточного инструмента.

Наилучшие результаты достигаются при плавке в вакууме.

8.6.2. Способы удаления газов из расплава

Очистка расплавленного металла от неметаллических примесей и растворенных газов называется рафинированием. Рафинирова­ ние только от растворенных газов (водород и азот) называется дега­ зацией. Удаление растворенного кислорода производят путем рас­ кисления сплавов. Подробно эти вопросы изучаются,в курсе «Ли­ тейные сплавы и плавка», а краткая их характеристика приведена

вразделе 8.7.

8.6.3.Меры, препятствующие выделению газов

из расплава

Если растворенный газ при кристаллизации останется в твердом растворе, то газовой пористости в отливках не будет. Этого можно достичь ускоренным охлаждением отливок или кристаллизацией расплава при повышенном давлении. В первом случае растворен­ ный газ не успевает выделиться из жидкого раствора и остается в пе­ ресыщенном твердом растворе. Это подтверждается тем, что при ли­

этом образуется нейтральный газ, который и оказывает рафинирую­ щее действие. Так, алюминиевые сплавы с большой эффективностью продувают хлором, который образует газообразное соединение AIC1зГазообразные продукты с рафинирующим действием могут быть получены и при введении в расплав хлористых солей;

- рафинирование флюсами. Флюсы предназначаются для за­ щиты металла при плавке от окисления и насыщения газами. Кро­ ме этого, некоторые составы флюсов могут растворять примеси или образовывать с ними летучие или шлакующиеся соединения. Такие флюсы называют рафинирующими или универсальными. Их широко применяют при плавке магниевых и алюминиевых сплавов.

Кнеадсорбционным методам рафинирования относятся:

-отстаивание расплава. Метод основан на разности плотно­ стей расплава и материала включений. Легкие частицы могут всплы­ вать и переходить в шлак. Скорость всплывания частиц невелика. Время всплывания крупных частиц измеряется минутами. Мелкие частицы (менее 5 мкм) удалить отстаиванием практически невоз­ можно. Реальный результат может быть достигнут, если есть воз­ можность укрупнить частицы и придать им компактную форму;

-вымораживание. Проводится с целью дегазации. Расплав медленно охлаждается почти до температуры кристаллизации. Рас­ творимость газа уменьшается, и он выделяется через открытую по­ верхность в атмосферу. Затем сплав быстро нагревается до темпера­ туры заливки;

-фильтрация расплава через механические фильтры. При за­ ливке металл пропускается через сетчатые фильтры. Неметалличе­ ские включения, размеры которых больше размеров ячеек фильтра, будут задерживаться на нем. Сетчатые фильтры изготовляют из

стеклоткани или металлической сетки с размером ячеек не ме­ нее 0,2 мм;

- вакуумирование расплавов. Снижение общего давления над расплавом приводит к выделению растворенных газов и увеличению размеров газовых пузырьков, которые всплывают к открытой по­ верхности и удаляются из расплава. Вместе с газовыми пузырьками всплывают и частицы нерастворимых примесей, поры и трещины ко­ торых служили центрами образования газовых пузырьков;