Усадочные процессы при формировании отливок, страница 3

Прибыль представляет единое целое тело с отливкой, отрезается после остывания последней и поступает в переплав. Размеры прибыли должны быть такими, чтобы гарантировать отсутствие проникновения части усадочной раковины в отливку и в то же время расход металла на прибыль должен быть минимальным. Для обеспечения этих условий разработаны ряд методов расчета прибылей, базирующихся в основном на производственном опыте. Применяют различные технологические приемы улучшения работы прибылей, снижения расхода металла на прибыли.

К ним относятся такие приемы: а) «утепление» прибылей – прибыльная часть формы устраивается из материала с меньшей теплопроводностью (с добавками асбеста,  вспученного перлита и др.); б) «экзотермические» прибыли – в прибыльную часть формы вводят экзотермические смеси типа: порошка алюминия и железной окалины (реакция Al + Fe₂O₃ = Al₂O₃ + Fe сопровождается большим положительным тепловым эффектом и замедляет затвердевание металла в прибыли).

В арсенале литейщиков-технологов есть и другие приемы улучшения работы прибылей.

5.2. Усадочная пористость

Усадочная пористость представляет скопление мелких усадочных раковин, рассредоточенных по всей или значительной части отливки. Образуются такие микропоры преимущественно на отливках из сплавов, кристаллизующихся в большом интервале температур в массивных и медленно охлаждающихся частях отливок. Часто усадочная пористость присутствует в отливках наряду с концентрированной усадочной раковиной. Формирование усадочной пористости в отливках происходит на морфологической стадии твердожидкого затвердевания, когда между отдельными дендритами и их ветвями оказываются участки расплава, изолированные от основной массы расплава в центральной зоне отливки (рис. 78). При затвердевании таких изолированных объемов расплава компенсации усадки не происходит и образуются небольшие усадочные раковины.

Выделяют два вида усадочной пористости: 1) рассеяная пористость, распределенная с некоторой степенью равномерности по всему объему отливки; 2) зональная пористость, расположенная преимущественно в массивных медленно затвердевающих зонах отливки; как равновидность зональной пористости представляет – осевая (центральная) усадочная рыхлота, типичная для стальных слитков и других подобных отливок.

Чаще всего усадочная пористость представляет поры, заполненные газом (обычно водородом), так что правильнее оценивать не усадочную, а газоусадочную пористость. Выделению растворенных в металле газов в усадочных порах способствует создание разрежения в процессе образования пор, когда происходит затвердевание изолированных междендритных жидких областей. А по закону Сивертса , создающееся в микрообъемах разрежение, несомненно, снижает и парциальное давление растворенного газа Г₂, а следовательно приводит к снижению концентрации растворенного газа С_г, за счет чего и происходит выделение газа в порах.

Рис. 78. Схема образования усадочной пористости в отливках

(области вероятного расположения усадочных пор зачернены)

В практике применяют различные методы контроля усадочной пористости: разрушающие и неразрушающие.