8. Жидкотекучесть. Виды жидкотекучести. Факторы, влияющие на жидкотекучесть. Методы определения жидкотекучести.

Жидкотекучестью принято называть способность металлов и сплавов в жидком состоянии течь по литейной форме и заполнять ее полости, образующие отливку.

Хорошая жидкотекучесть не только имеет значение для воспроизведения в отливке литейной формы, но и способствует проведению всего комплекса мероприятий по получению плотных высококачественных отливок (улучшает условия вывода за пределы отливки усадочных раковин, уменьшает опасность образования всех видов пористости, трещин и т. д.).

При сравнении жидкотекучести различных металлов и сплавов предложено (Ю.А. Нехендзи) различать истинную и практическую жидкотекучесть.

Истинная жидкотекучесть – эта та, которая определяется для разных металлов и сплавов при одинаковой величине перегрева над температурами наступления нулевой жидкотекучести.

Нулевая жидкотекучесть наступает тогда, когда металл или сплав перестает течь, находясь только под металлостатическим напором.

Для сплавов нулевая жидкотекучесть наступает в интервале ликвидус – солидус, в момент, когда вязкость резко возрастает из-за образования некоторого количества твердой фазы.

Практическая жидкотекучесть – это та, которая измеряется при одинаковых температурах заливки независимо от величины перегрева выше температур нулевой жидкотекучести и ликвидуса.

В производственных условиях трудно установить температуру наступления нулевой жидкотекучести. В этом случае для сравнения удобнее определять жидкотекучесть при одинаковом перегреве над температурой ликвидуса. Жидкотекучесть, измеренную в таких условиях, называют условно истинной жидкотекучестью.

Природа жидкотекучести очень сложна и зависит от многих факторов. Эти факторы могут быть условно разделены на три группы.

К первой группе относятся факторы, связанные со свойствами и строением металлов и сплавов в жидком состоянии (природа сплава, вязкость, поверхностное натяжение, наличие включений, особенности кристаллизации и строение образующейся твердой фазы, теплоемкость, теплопроводность и др.).

Вторая группа охватывает ряд факторов, непосредственно связанных со свойствами формы.

К третьей группе можно отнести факторы, определяющие условия заливки, подвода жидкого металла к полости формы и внешнего воздействия на форму во время заливки.

Экспериментально было установлено, что в отличии от текучести жидкотекучесть не зависит от вязкости и определяется, главным образом, интервалом кристаллизации.

В практике для определения жидкотекучести металлов и сплавов применяют большое количество различных проб. Все эти пробы можно свести к трем основным типам, а именно:

1) пробы с постоянным сечением каналов в виде прутков или клиньев;

2) пробы имеющие каналы сложного сечения в виде U-и Ш – образных, винтовых и т.п.;

3) пробы с каналами переменного сечения в виде клиньев и др.

К первому типу проб относится спиральная проба (рис.35), получившая наибольшее распространение для определения жидкотекучести стали, чугуна и сплавов цветных металлов. Она состоит из чаши 1, через которую в форму заливается металл, фильтра 2, стояка 3, металлоприемника 4 и спирального канала 5 трапецеидального сечения с небольшими выступами 6.

Рис 35

О величине жидкотекучести судят по пути, пройденному жидким металлом до затвердевания, т.е. по длине прутка. Небольшие выступы 6, нанесенные через 50 мм, облегчают измерение спирали (прутка). Спиральный канал позволяет получить длинные прутки в сравнительно небольших по габаритам формах.

Ко второму типу проб относится U – образная (рис.36), выполненная в металлической форме.

Рис 36

Металлическая форма пробы имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с формами, изготовленными из песчано-глинистых формовочных смесей. Эти преимущества особенно сильно сказываются при применении ее для определения жидкотекучести стали непосредственно на рабочей площадке сталеплавильной печи, когда приходится делать много определений, что потребовало бы изготовление большого количества неудобных в обращении песчаных форм из одинаковых по качеству материалов.

Высота подъема металла в канале пробы является количественной характеристикой жидкотекучести.

К третьему типу проб относится клиновая проба; сущность определения жидкотекучести по этим пробам сводится к следующему: полость пробы в виде клина (рис.38) заполняется жидким металлом, который проникает в зависимости от жидкотекучести на определенное расстояние. Показателем жидкотекучести (на рис. обозначено l) является зазор, образующийся между вершиной конуса формы и закругленной вершиной затвердевшего металла.

Рис.38