По окончании затвердевания почти вся центральная часть отливки оказывается пористой вследствие усадки жидкости, оставшейся между ветвями дендритов. Каждая пора представляет собой маленькую изолированную усадочную раковину неправильной формы. Таким образом, отливка из сплава с интервалом кристаллизации может быть поражена как усадочной раковиной в верхней части термического узла, так и пористостью, расположенной в центральной части отливки, часто непосредственно под раковиной. Суммарный объем раковины и пор составляет общую величину усадки, характерную для данного сплава (рис. 11). Чем шире двухфазная зона при затвердевании отливки, тем больший объем усадки приходится на поры. При малой скорости охлаждения (в сухих песчаных формах) двухфазная область может распространиться почти сразу на всю толщину отливки, поэтому пористость в этом случае образуется не только в центральной, но и в периферийных частях.
Устранение усадочной пористости в теле: отливки — задача более сложная, чем выведение в прибыль концентрированной усадочной раковины. При изготовлении отливок из сплавов, склонных к образованию усадочных пор, необходимо не только устанавливать прибыли на термических узлах отливок, но и обеспечивать направленность и высокую интенсивность затвердевания в них сплава, чтобы уменьшить протяженность двухфазной зоны и тем самым обеспечить свободное питание центральной части отливки жидким сплавом из прибыли. Это обеспечивается выбором места подвода металла в полость литейной формы, установкой холодильников (чаще всего металлических вставок) в поверхностный слой формы, а также утеплением прибылей для уменьшения в них скорости затвердевания сплава.
§ 5. РАЗВИТИЕ ЛИКВАЦИИ В СПЛАВАХ ПРИ ЗАТВЕРДЕВАНИИ
ОТЛИВОК
Большая часть литейных сплавов не позволяет получать отливки с однородным химическим составом. В них наблюдается ликвация (микроликвация и макроликвация) — неоднородность химического состава.
Микроликвация характеризует химическую неоднородность по сечению кристалла, зерна, поэтому часто ее называют внутрикристаллической. Микроликвация является следствием неравновесной кристаллизации сплавов в реальных условиях формирования отливки. В интервале tл—tсизменение состава твердой фазы характеризуется положением линии солидуса на диаграмме состояния. В условиях неравновесной кристаллизации диффузионные процессы, особенно в твердой фазе, не успевают полностью пройти, и образовавшаяся твердая фаза имеет неоднородный, неравновесный состав. В большинстве случаев микроликвация может быть устранена высокотемпературным отжигом отливок. Макроликвация проявляется в неоднородном составе поверхностных и центральных зон, верхних и нижних слоев отливки или слитка. Такую ликвацию называют зональной.
В крупных массивных отливках или слитках из сплавов с широким интервалом кристаллизации при медленном охлаждении часто наблюдается особый вид зональной ликвации, называемой конусом осаждения. В нижней части отливки или слитка находится сплав с пониженным содержанием легкоплавких компонентов, который образуется в результате осаждения твердых частиц, имеющих большую плотность по сравнению с жидкостью в период, когда этому процессу не препятствует конвекция. Это возможно только в тот период затвердевания, когда расплав потерял теплоту перегрева. Как было ранее показано, в центре отливки температура t008поддерживается самое длительное время и, следовательно, оседание частиц здесь наиболее продолжительное. Поэтому зона неоднородного химического состава в данной части слитка имеет форму конуса с вершиной в центральной его части.
Наиболее типичное проявление зональной ликвации состоит в том, что в горизонтальном сечении отливки химический состав неодинаков. В зависимости от характера распределения ликвирующих компонентов сплава такую ликвацию называют прямой или обратной (рис. 12).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.