Дефекты поверхности.

В эту группу входят 13 различных дефектов в виде ухудшения качества поверхности. Большинство этих дефектов возникает вследствие сложных физико-химических процессов, проходя­щих на границе раздела металл - форма.

1. Пригар - специфический трудноотлеляемый слой на поверхности отливки, возникший при взаимодействии расплавленного металла с мате­риалом формы (рис. 6.5. а). Этот дефект образуется преимущественно на отливках из сплавов с высокой температурой плавления при заливке в песчаные формы.

2. Окисление - окисленный слой металла на поверхности отливки,

образовавшийся в результате достаточно длительной и высокотемпера­турной термической обработки.

3. Газовая шероховатость - сферообразные мелкие углубления на поверхности отливки, образовавшиеся вследствие выделения газовых пузырьков на поверхности раздела металл - форма (рис. 6.5. б). Если Шероховатость поверхности по своим параметрам превышает допустимые нормы. то такой дефект называется грубой поверхностью.

При случайных повреждениях поверхности во время выбивки отливок или транспортирования образуются различные дефекты в виде забоин, вмятин и т. п. объединяемые понятием поверхностное повреждение.

Ряд дефектов поверхности связан с особенностями кристаллизации отливки.

4-6. Спай - дефект в виде углубления с закругленными краями на поверхности отливки, образованного не полностью слившимися потоками металла с недостаточной температурой или в результате прерванной заливки (рис. 6.5. в). В разных сплавах и при различных условиях литья спаи могут существенно различаться как по внешнему виду, так и по своей природе или кинетике образования. Г. Л. Ходоровский предлагает подразделять спаи по расположению в стенке отливки на продольные, поперечные и внутренние с замкнутым контуром. По при­роде происхождения спаи предлагается разбить на три группы: 1) во­зникшие вследствие частичного несваривания встречных потоков металла (обычно в тонких стенках отливки): 2) образовавшиеся на частично затонувших твердых кристаллитах того же сплава, расположенных на поверхности отливки; 3) сформировавшиеся внутри отливки вследствие прерывистого импульсного заполнения ее металлом при центробежном или магнитодинамическом способе литья.

7. Плена - самостоятельный металлический или окисный слой на по­верхности отливки, образовавшийся при недостаточно спокойной за­ливке. Характерен для сплавов, имеющих компоненты, склонные к по­вышенному окислению (алюминий, титан, хром и др.).

8. Складчатость - дефект в виде сморщенной поверхности - незначи­тельных сглаженных возвышений и углублений, образующихся вследст­вие тепловых деформаций поверхноспюго слоя формы или затвердеваю­щего металла, а также вследствие пониженной жидкотекучести металла (рис. 6.5. г).

Дефекты поверхности появляются также из-за дефектов формы.

9. Ужимина - углубление с пологими краями, заполненное формовочной смесью и прикрытое слоем металла, образовавшееся вследствие отсло­ения формовочной смеси при тепловом расширении поверхностного слоя формы (рис. 6.5. д).

10. Нарост - выступ произвольной формы на поверхности отливки, образовавшийся при заполнении металлом разрушенного участка формы (рис. 6.5. е).

11. Засор - внедрившиеся в поверхность металла комочки материала формы (рис. 6.5. ж).

Залив - тонкие металлические приливы, возникающие при про­никании металла в зазоры по разъему формы и знакам стержней (рис. 6.5. э).

12. Просечка - невысокие, часто плоские прожилки металла, возникаю­щие при затекании расплава в трещины формы (рис. 6.5. и).

Как следует из описания этих дефектов, почти все они выявляются при визуальном осмотре отливки и лишь некоторые (типа грубой по­верхности) оцениваются инструментальными методами. Допустимость дефектов и пути их устранения оговариваются в нормативно-технической документации.

Рис. 6.5. Дефекты поверхности отливки

(стрелки указывают на расположение дефекта)

Несплошности в теле отливке. Эта группа внутренних дефектов различного вида и происхождения наиболее многочисленна (16 видов) и наиболее опасна из-за последствий, возникающих при эксплуатации отливок.

1. Горячая трещина - дефект в виде разрыва или надрыва тела отлив­ки по границам кристаллов, поэтому она имеет извилистую или лома­ную форму и неровную окисленную поверхность. Горячие трещины обра­зуются вследствие затрудненной усадки в интервале температур затвердевания сплавов и располагаются чаще всего во внутренних углах сходящихся стенок или других подобных узлах отливки (рис. 6.6. а).

2. Холодная трещина - дефект в виде разрыва тела затвердевшей от­ливки, отличается сравнительно гладкой светлой поверхностью и, как правило, имеет прямолинейную форму. Дефект образуется в твердом металле в местах наибольшего воздействия внутренних напряжений т.е. в зонах перехода от толстых сечений к таким.

3-5. Межкристаллическая трещина - дефект в виде разрыва тела отливки при ее охлаждении в форме на границах первичных зерен аустенита в температурном интервале распада.

В эту группу входят также дефекты усадочного и газового проис­хождения.

6. Усадочная раковина - дефект в виде открытой или закрытой полос­ти, образующейся в тепловых узлах отливки при затрудненном питании (рис. 6.6. б). Поверхность такой раковины обычно грубая, иногда окисленная.

7. Газовая раковина - дефект в виде полости, образованной газами, попавшими в отливку при взаимодействии жидкого металла с материа­лом формы или выделившимися из металла при его затвердевании. Га­зовая раковина в отличие от усадочной имеет сферическую форму и гладкую чистую поверхность (рис. 6.6. в).

8. Ситовидная раковина - скопление удлиненных тонких раковин, рас­положенных в подповерхностном слое отливки и ориентированных пер­пендикулярно к ее поверхности (рис. 6.6. г). Обычно их появление вы­звано повышенным содержанием водорода в кристаллизующемся слое ме­талла.

8. Усадочная пористость представляет собой скопление мелких пор в тепловых узлах (рис. 6.6. д). Усадочная пористость образуется из-за недостаточного питания отливки при усадке металла во время его за твердевший.

9. Рыхлота - дефект в виде скопления мелких усадочных раковин.

В чугунных отливках может образовываться графитовая пористость в виде сосредоточенных крупных выделений графита, которые нарушают герметичность отливки при работе под давлением газа или жидкости.

10. Недостаток питания отливки может вызвать образование утяжины дефекта в виде углубления с закругленными краями на поверхности (рис. 6.6. е). Утяжины образуются обычно в массивных частях отливки вследствие усадки металла.

11. Песчаная раковина - полость, частично или полностью заполненная формовочным материалом (рис. 6.6. ж). Шлаковая раковина - полость, частично или полностью заполненная шлаком.

12. Вскип - дефект в виде скопления раковин и наростов, образовавшихся вследствие интенсивного парообразования в местах переувлаж­нения формы или стержня, а также вследствие переуплотнения формы (рис. 6.6. з). Подобные дефекты могут не только располагаться в теле отливки, но и выходить на поверхность.

Рис. 6.6. Несплошности в теле отливки

(стрелки указывают на расположение дефекта)

Включения. В эту группу входят дефекты в виде инородных металлических или неметаллических частиц, попавших в металл механичес­ким путем. Соответственно выделяют металлическое (рис. 6.7. а) и не­металлическое (рис. 6.7. б) включения. Последнее может образовывать­ся в результате химического взаимодействия компонентов при рас плавлении и заливке металла, а также замешиваться в расплав механическим путем.

Разновидностью металлического включения является королек преждевременно затвердевший шарик металла (затвердевшие брызги металла при неправильной заливке) и несплавившийся с отлив­кой (рис. 6.7. в).

В отливках из магниевых сплавов определенную опасность представляют флюсовые включения, которые затем становятся источниками флюсовой коррозии.

Рис. 6.7. Включения (стрелки указывают на расположение дефекта)