Литейные свойства сплавов

Литейные свойства сплавов включают в себя совокупность физических и физико-химических свойств сплавов, которые проявляются в условиях литейного производства. Основными литейными свойствами сплавов являются жидкотекучесть, усадка, ликвация, склонность к газопоглощению и трещинообразованию.

Жидкотекучестьюназывается способность расплава заполнять литейную форму, точно воспроизводя все ее контуры. Жидкотекучесть зависит от химического состава, температуры при заливке, а также наличия примесей и других факторов.

Так например с увеличением содержания серы (S), кислорода (О) и хрома (Сr) – жидкотекучесть снижается, а с повышением содержания фосфора (Р), кремния (Si), алюминия (Аl), углерода (С) – жидкотекучесть повышается.

Усадкойназывается свойство металлов и сплавов уменьшать свой объем и линейные размеры при затвердевании и охлаждении отливки. Усадка является важнейшим литейным свойством, так как с ней связаны точность размеров, образование усадочной пористости и раковин, внутренних напряжений, коробления и трещин в отливке.

Объемная усадка определяется по формуле:

E₀ = U_ф – U_отл./ U_ф∙ 100 %;

E_л = L_ф – L_отл./ L_ф∙ 100 %,

где U_ф и U_отл – объем соответственно формы и отливки;

L_ф и L_отл – длина соответственно формы и отливки.

Для предупреждения образования усадочной пористости и раковин устанавливают прибыли – дополнительные резервы с расплавленным металлом и холодильники. Для устранения неравномерного охлаждения и торможения усадки, вызывающие внутренние напряжения в отливках, предусматривают равномерную толщину стенок отливок, плавные переходы и устраняют конструктивные элементы, затрудняющие усадку сплава.

Ликвациейназывают химическую неоднородность затвердевающего сплава, которая влияет на механические свойства деталей.

В литейных сплавах различают два основных вида ликвации: зональная и дендритная.

Зональная ликвация – это химическая неоднородность поверхностных и центральных зон, верхних или нижних слоев отливки, которая практически не поддается устранению.

Дендритная ликвация – это химическая неоднородность в приделах одного зерна (дендрита) сплава. В большинстве случаев дендритная ликвация устраняется высокотемпературным отжигом отливок.

Склонностью к газопоглощениюназывается способность литейных сплавов в расплавленном состоянии растворять водород, азот, кислород и другие газы и выделять их в период охлаждения, не образовывать газовые раковины и поры. Наиболее склонны к газопоглощению сплавы цветных металлов – алюминиевые, магниевые сплавы, титановые и другие. Для уменьшения газонасыщенности сплавов применяют плавку в вакууме или в среде инертных газов.

Склонность к трещинообразованиюназывается совокупность свойств, определяющих прочность отливки в период охлаждения металла в форме. Различают «горячие» трещины, появляющиеся в отливках при высоких температурах близких к температуре затвердевания, когда преобладают пластические свойства, и «холодные», проявляющиеся при низких температурах, когда преобладают упругие свойства.