3.6 Ливарні дефекти

До основного дефекту при литві за витопними моделями відноситься деформація і руйнування керамічних стрижнів та вихід стрижнів на поверхню. До дефектів жароміцних стопів, що зазвичай з’являються у відливках, також відносяться неметалеві включення, гарячі надриви (тріщини), неслітіни і деякі мікроструктурні особливості, властиві певним системам стопів.

Неметалеві включення виявити легше, ніж інші дефекти. Такі включення можуть з’явиться в процесі виготовлення стопу, перетопу або в результаті викришування покриття на контактній поверхні виливниці. В процесі роботи з деякими стопами, особливо стопами, що містять гафній, різновидом включень може стати окалина або залишки шлаку. Визначити джерело дефекту можна за хімічним складом включень, отриманого за методом рентгеноспектрального мікроаналізу.

Гарячі надриви створюються тоді, коли виливниця при високих температурах примушує відливок пластично деформуватися, так що метал ледве закристалізовувавшись, фрагментується. Цей процес розвивається для певної геометрії деталі (наприклад, коли її форма передбачає сполучення тонких і товстих перетинів), а причиною є значна різниця характеристик термічного розширення матеріалів стрижня і виливниці. Зазвичай надриви прив'язані до поверхні відливок. Вони виявляються за допомогою люмінесцентного контролю.

Неслітіни виникають, коли два потоки розтопленого металу, що заливається в виливницю, зустрічаються, але не вступають в металевий зв’язок один з одним, тому що їх розділяють тонкі оксидні плівки; в цих умовах метал по обидві сторони цієї поверхні розділу кристалізується незалежно. Виявити цей дефект дуже складно.

Існує ряд небажаних фаз, які можуть виділитися в процесі кристализації. До них відносяться так звані топологічні щільнопаковані фази, які зазвичай виділяються в зонах відливок, що затвердівають в останню чергу. Поява цих фаз погіршує характеристики довготривалої міцності. Щоб подавити цю схильність необхідно оптимізувати хімічний склад стопу. Звести до мінімуму присутність фаз Лавеса в деяких стопах вдається гомогенізацією, тривалість якої визначається фактичним ступенем ліквації.

Службові характеристики багатьох деталей визначаються розміром зерен. Стосовно пера лопаток може бути визначений мінімальний, і максимальний припустимий розмір зерен. Існує тенденція до утворення «гартівного» зерна в тонких кромках лопаток. Це надзвичайно дрібне зерно, яке позбавлене характерних ознак, властивих дендритній структурі. Тим самим локальний опір матеріалу повзучості в таких місцях істотно знижується. Аналогічним чином стовпчасті зерна, що зростають від ведучої до веденої кромок лопатки негативно впливають на втомну довговічність деталі. Проблема відхилень в характері мікроструктури від оптимальних значень вирішується відладкою параметрів литва і розташуванням літникових живильників.