Вопрос №2. Объемная усадка. Виды брака от объемной усадки. Меры по предупреждению брака.

+ лекции

Литейными называют технологические свойства металлов и сплавов, которые проявляются при заполнении формы, кристаллизации и дальнейшем охлаждении отливки. Наиболее важные технологические литейные свойства - жидкотекучесть, усадка (объемная и линейная), склонность сплавов к ликвации, образованию горячих и холодных трещин, поглощению газов, образованию газовой и усадочной пористости.

Усадка - свойство литейных сплавов уменьшать объем при затвердевании и охлаждении. Усадочные процессы в отливках протекают с момента заливки расплавленного металла в форму вплоть до полного охлаждения отливки. Различают линейную и объемную усадки. I

Объемная усадка - уменьшение объема сплава при его охлаждении в литейной форме от температуры заливки до температуры окружающей среды (20 °С).

Полная объемная усадка складывается из усадки металла в жидком состоянии , усадки при затвердевании и усадки металла в твердом состоянии , т.е.

= + +

Усадка в жидком состоянии - уменьшение объема жидкого металла при его охлаждении в форме от температуры заливки до температуры начала кристаллизации. Величина этой усадки зависит от природы сплава (химического состава) и перегрева металла перед заливкой выше температуры ликвидуса. С увеличением перегрева металла возрастает и объемная усадка в жидком состоянии.

Усадка при затвердевании - изменение объема и линейных размеров отливки при охлаждении металла от температуры ликвидуса до температуры солидуса . В некоторых металлах и сплавах в этих интервалах температур происходят фазовые превращения или выделение газов из расплава, например, у чугуна - графитизация, у стали – выделение газов, растворенных в расплаве. Эти явления способствуют увеличению объема и и размеров отливки. Такое увеличение размеров называется предусадочным расширением.

Усадка в твердом состоянии - уменьшение объема и линейных размеров отливки при ее охлаждении от температуры полного затвердевания сплава до температуры окружающей среды (20 °С). На величину усадки влияют химический состав сплава и скорость охлаждения. Например, увеличение содержания углерода и кремния в сером чугуне приводит к уменьшению усадки; возрастание скорости охлаждения отливки увеличивает усадку.

Коэффициент объемной усадки определяют соотношением, %,

где и — объемы полости формы и отливки при температуре 20⁰С.

Вопрос №3. Линейная усадка. Виды брака от линейной усадки. Меры по предупреждению брака.

+лекции

Литейными называют технологические свойства металлов и сплавов, которые проявляются при заполнении формы, кристаллизации и дальнейшем охлаждении отливки. Наиболее важные технологические литейные свойства - жидкотекучесть, усадка (объемная и линейная), склонность сплавов к ликвации, образованию горячих и холодных трещин, поглощению газов, образованию газовой и усадочной пористости.

Усадка - свойство литейных сплавов уменьшать объем при затвердевании и охлаждении. Усадочные процессы в отливках протекают с момента заливки расплавленного металла в форму вплоть до полного охлаждения отливки. Различают линейную и объемную усадки.

Линейная усадка - уменьшение линейных размеров отливки при ее охлаждении от температуры, при которой на ее поверхности образуется прочная корка, способная противостоять давлению расплавленного металла, до температуры окружающей среды. Коэффициент линейной усадки определяют соотношением, %,

где и - размеры полости формы и отливки при температуре 20 °С.

В реальных условиях линейная усадка зависит не только от свойств и состояния сплава, скорости охлаждения отливки, но и от конструкции формы и других факторов. При охлаждении отливки происходит механическое и термическое торможения усадки. Механическое торможение вызывается выступающими частями литейной формы, термическое обусловлено различными скоростями охлаждения отдельных частей отливки. Сложные по конфигурации отливки подвергаются совместному воздействию механического и термического торможений.

Линейная усадка, %, для углеродистых сталей составляет 2 ...2,4, для серых чугунов 0,9...1,3, для медных сплавов 1,4 ...2,3, для алюминиевых сплавов 0,9..1,5. Объемная усадка приблизительно равна утроенной линейной усадке: .