Усадка. В зависимости от агрегатного состояния различают усадку в жидком, твердо-жидком и твердом состояниях. Основу усадки составляет термическое изменение размера и объема, которое увеличивается или уменьшается в результате фазовых превращений и изменение растворимости газов. Используют следующие способы оценки усадки. Объемная усадка, которая примерно в три раза больше линейной и литейная усадка - разность линейных размеров модели и отливки. Последняя оценивает полное изменение размеров отливки и поэтому наиболее удобна в практике литья. Литейная усадка зависит не только от вида сплава, но и от конструкции отливки. Из-за торможения усадочного процесса формой различают свободную и затрудненную усадку. Затрудненная усадка приводит к появлению в металле отливки внутренних напряжений, которые могут вызывать трещины в отливке.
В 1936 году Каслинский завод получил заказ - отлить чугунную решетку для кремлевской набережной в Москве. Никак не давалась она литейщикам, “не шла” с самого начала. После отливки из-за неравномерной усадки ее тут же начинало “рвать и корежить”. Не смотря на весь свой опыт, литейщикам не удавалось получить годную отливку. Только после того, как сделали в решетке съемные поручни, т.е. снизили внутренние напряжения из-за усадки, удалось выполнить этот заказ [43].
Следствием усадки является так же появление усадочной раковины и усадочной пористости. Широко интервальные сплавы склонны к образованию усадочной пористости, узко интервальные - уcадочной раковины. Склонность сплава к образованию усадочных дефектов определяется на технологических пробах, имеющих форму усеченного конуса или шара.
Литейная усадка цветных сплавов определяется путем отливки пробы в сухую песчаную или металлическую (полукокильную форму). Проба представляет собой призматический образец сечением 25 х 25 мм и длиной 130 мм с выемками с обоих концов. Усаживающийся при затвердевании образец перемещает подвижную часть формы (рис. 84), что фиксируется стрелочным индикатором.
Усадочная раковина и пористость, если они не выходят на поверхность отливки, не являются дефектом для художественных отливок.
Для снижения усадки следует снижать температуру нагрева жидкого сплава, увеличивать скорость охлаждения отливки, уменьшать газонасыщение и применять модифицированные сплавы.
Ликвация - неоднородность химического состава сплавов, возникающая при их кристаллизации. Ликвация обусловлена тем, что сплавы, в отличие от чистых металлов, кристаллизуются не при одной температуре, а в интервалах температур. При этом состав кристаллов, образующихся в начале затвердевания, может существенно отличаться от состава последних порций кристаллизующего маточного раствора. Чем шире температурный интервал кристаллизации сплава, тем сильнее развивается ликвация, при чем наибольшую склонность к ней проявляют те компоненты сплава, которые наиболее сильно влияют на ширину интервала кристаллизации. Для художественных отливок ликвация не имеет большого значения, за исключением отливок, которые изготовлены из благородных металлов. В этих случаях иногда приходится для устранения меди в поверхностных частях отливок из серебренно-медных сплавов или меди и серебра в тройных сплавах “золото - серебро - медь” прибегать к серебрению или золочению изделий горячим способом.
Напряжения в отливках. Литейная усадка вызывает в сплавах напряжения, деформацию, а иногда образование в них трещин. Причинами этого являются сопротивление формы усадке сплава и неодновременное охлаждение различных частей отливки. В этом случае развиваются термические напряжения. Дальнейшее охлаждение отливки приводит к неодновременному фазовому превращению (например, перлитное превращение в чугуне). Первоначально фазовые превращения происходят в тонких быстро охлаждающихся стенках отливки, а затем в массивных. Напряжения, возникающие при этом, называют фазовыми.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.