Свойства литейных сплавов

Для производства отливок исполь­зуют специальные литейные сплавы, которые должны обладать высокими литейными, механическими и эксплу­атационными свойствами;

К литейным свойствам относят тех­нологические свойства металлов и спла­вов, которые проявляются при запол­нении формы, кристаллизации и охла­ждении отливок в форме. Наиболее важные литейные свойства - это жидкотекучесть, усадка (объемная и линей­ная), склонность сплавов к ликвации, образованию трещин, поглощению га­зов, пористости и др.

Жидкотекучесть - это способ­ность металлов и сплавов течь в рас­плавленном состоянии по каналам ли­тейной формы, заполнять ее полости и четко воспроизводить контуры от­ливки.

Жидкотекучесть за­висит от температурного интервала кри­сталлизации, вязкости и поверхностного натяжения расплава, температуры залив­ки и формы, свойств формы и т. д.

Чистые металлы и сплавы, затвер­девающие при постоянной температуре (эвтектические сплавы), обладают луч­шей жидкотекучестью, чем сплавы, об­разующие твердые растворы и затвер­девающие в интервале температур. Чем выше вязкость, тем меньше жидкоте­кучесть; с повышением тем­пературы заливки расплавленного ме­талла и температуры формы жидкотекучесть улучшается. Увеличение те­плопроводности материала формы сни­жает жидкотекучесть. Так, песчаная форма отводит теплоту медленнее, и расплавленный металл заполняет ее лучше, чем металлическую форму.

Жидкотекучесть литейных сплавов определяют путем заливки специальных технологических проб (рис. 13). Рас­плавленный металл заливают в чашу, отверстие в которой закрыто графи­товой пробкой. После подъема пробки металл плавно заполняет спираль. За меру жидкотекучести принимают длину заполненной части спирали, измеряе­мую в миллиметрах. Наибольшей жид­котекучестью обладает серый чугун, наименьшей - магниевые сплавы.

Рис. 13 Спиральная проба (а) и литейная форма (б) для определения жидкотекучести сплавов:1, 2 - нижняя и верхняя полуформы, 3 - заливочная чаша, 4 - графитовая пробка

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 усадку, выражаемую в относительных единицах.

Линейная усадка — уменьшение ли­нейных размеров отливки при ее охла­ждении от температуры, при которой образуется прочная корка, способная противостоять давлению расплавленно­го металла, до температуры окружа­ющей среды.

Объемная усадка—уменьшение объ­ема сплава при его охлаждении в ли­тейной форме при формировании от­ливки.

Усадка в отливках проявляется в ви­де усадочных раковин, пористости, тре­щин и короблении.

Усадочные раковины — сравнительно крупные полости, расположенные в ме­стах отливки, затвердевающих последними.

Усадочная пористость – скопление пустот, образовавшихся в отливке в об­ширной зоне в результате усадки в тех местах отливки, которые затвердевали последними без доступа к ним рас­плавленного металла.

Ликвация – неоднородность хими­ческого состава сплава в различных частях отливки. Она возникает в про­цессе затвердевания отливки из-за раз­личной растворимости отдельных ком­понентов сплава в его твердой и жид­кой фазах. Чем больше это различие, тем неоднороднее распределяется при­месь по сечению отливки и тем больше ликвация примеси.