Сплавы для художественных отливок. Литейные свойства, страница 2

5. Взаимодействие жидких металлов с газами и углеродом [33]

Примечание: знак “+” указывает на существенную растворимость в жидком металле, а знак “-“ на незначительную.

Основную долю растворимых газов составляет водород. В табл. 6 приведена растворимость водорода в твердом и жидком металле при температуре кристаллизации t_КР и в жидком металле при перегреве на 100^ОС (t_{КР + 100}). Введение в сплав компонентов, способных значительно растворять водород, повышает растворимость этого газа в расплаве. Так действует никель в медных сплавах, магний в алюминиевых сплавах.

Для предупреждения загазованности сплавов следует тщательно подготавливать шихту, предупреждать поглощение газов во время плавки, при выпуске в ковш, заливке в форму и в процессе затвердевания отливки, дегазировать жидкий металл перед его заливкой.

6. Растворимость водорода, см ³/ 100 г, в металле

Существуют качественные методы контроля газосодержания. Например, жидкий алюминиевый сплав заливают в разогретый графический или стальной тигель, охлаждают в вакууме. Пробу разрезают, ее поверхность шлифуют и сравнивают с эталонами шкалы газовой пористости ГОСТ 1583 - 89 (рис. 82).

Неметаллические включения в затвердевшем сплаве нарушают его сплошность. Они часто имеют остроугольную форму и поэтому являются концентраторами напряжений. Тугоплавкие для данного сплава включения, обычно располагаются внутри кристаллов, легкоплавкие - по границам зерен, часто вызывая хрупкость или красноломкость.

Источниками неметаллических включений служат химические реакции, например, при раскислении или модификации сплава. В результате образуются нерастворимые в сплаве оксиды, нитриды и др.; химические реакции компонентов сплава с материалами плавильных тиглей, литейных ковшей, формы; частицы шлака, футеровки печей, желобов и литейной формы.

Эффективными мерами для удаления из сплавов неметаллических включений являются выдержка жидкого металла, при которой происходит всплывание или осаждение включений, продувка сплавов нейтральными газами и фильтрация.

Для определения степени загрязнения сплава неметаллическими включениями можно использовать металлографический контроль с просмотром микрошлифов или воспользоваться специальными технологическими пробами. Например, для алюминиевых сплавов существует метод Добаткина, при котором литой образец нагревают до 420 - 540 градусов и осаживают на молоте до высоты 25 - 30 мм. Затем образец разрезают пополам, надрезают и раскалывают клином. Загрязненность оценивают отношением площади включений в изломе по всей площади излома (рис. 83).