Сплавы для художественных отливок. Литейные свойства, страница 4

Усадочные напряжения могут вызывать в отливках горячие трещины. Их зарождение происходит в интервале, лежащем между температурой начала линейной усадки и температурой солидуса, так как на этой стадии охлаждения металл обладает малой прочностью и очень низкими пластическими свойствами.

Правильный выбор материала и конструкции формы, а так же правильный режим охлаждения отливки позволяет избежать появления трещин.

Термические напряжения редко являются причиной горячих трещин. Они приводят к внутренним остаточным напряжениям и, как следствие, могут быть причинами холодных трещин. Основными способами борьбы с горячими трещинами являются увеличение податливости формы и медленное охлаждение отливок. Внутренние остаточные напряжения снимаются соответствующей термической обработкой.

2. Сплавы на железной основе

Как уже указывалось выше, художественные отливки редко изготавливают из стали из-за ее низких литейных свойств - малая жидкотекучесть, большая усадка, высокая температура заливки и др.

Основным материалом на железной основе для художественных отливок служит серый чугун.

2.1  Серый чугун

Как правило для художественного литья используют серый чугун с пластинчатым графитом, его “мягкие марки”. Отбел чугуна в отливках не желателен, так как в этом случае отливки почти невозможно чеканить, а составные части трудно собирать. Согласно ГОСТ 1412 - 85 существует восемь марок серого чугуна (табл.7).

7. Химический состав и свойства некоторых марок серого чугуна

Примечания: 1. Химический состав и свойства чугунов СЧ 18 и СЧ 20 получены интерполяцией; 2. Содержание фосфора и серы соответственно не более 0.2 и 0.15%.

Для повышения жидкотекучести и предусадочного расширения целесообразно увеличивать перегрев чугуна, но в этом случае увеличивается опасность пригара. Во избежание этого следует использовать чугуны с повышенной суммой “углерод - кремний”, пониженным содержанием марганца и увеличить содержание фосфора до 1% [52].

По мнению В.Н.Зотова рекомендуется использовать серый чугун с содержанием: 2.5 - 3.7 %С, 1.0 - 2.9% Si; 0.5 - 0.8% Mn; 0.2 - 1.0% Р; до 0.15% S, выплавленный на древесном угле. Древесноугольные чугуны по сравнению с чугунами, выплавленными на коксе, обладают меньшей склонностью к отбелу [17].

Влияние элементов, входящих в состав серого чугуна приведен в табл. 8.

2.2      Высокопрочный чугун

Этот чугун так же называют магниевым или чугуном с шаровидным графитом. Высокая прочность и хорошие пластические свойства обеспечивают долговечность крупных архитектурных отливок (колонны, решетки, тумбы и т.п.). Высокопрочный чугун обладает меньшей склонностью к отбелу и удовлетворительно обрабатывается. Рекомендуемый химический состав некоторых марок высокопрочного чугуна и его свойства представлены в табл. 9.

Высокая жидкотекучесть чугуна с шаровидным графитом жидкотекучести обычного серого чугуна и высокофтористого чугуна обеспечивает возможность его использования для производства тонкостенных художественных отливок без отбела.

Влияние элементов, входящих в состав высокопрочного чугуна приведено в табл.8.