Понятие об усадке сплавов
1.4. Понятие об усадке сплавов. Механизм образования усадочных раковин и усадочной пористости. Технологические и конструктивные мероприятия по предупреждению образования усадочных раковин и пористости в отливках. Усадка — свойство литейных сплавов уменьшать объем при затвердевании и охлаждении. Усадочные процессы в отливках протекают с момента заливки расплавленного металла в форму
вплоть до полного охлаждения отливки. Различают линейную и объемную усадку, выражаемую в относительных единицах.
Усадочные раковины — сравнительно крупные полости, расположенные в местах отливки, затвердевающих последними. Сначала около стенок литейной формы образуется корка 7 твердого металла. Вследствие того, что усадка расплава при переходе из жидкого состояния в твердое превышает усадку корки, уровень металла в не затвердевающей части отливки понижается до определенного уровня. В следующий момент времени на корке нарастает новый твердый слой, а уровень жидкости далее понижается до уровня. Так продолжается до тех пор, пока не закончится процесс затвердевания. Снижение уровня расплава при затвердевании приводит к образованию сосредоточенной осадочной раковины. Сосредоточенные усадочные раковины образуются при изготовлении отливок из чистых металлов, сплавов эвтектического состава (сплав АЛ2) и сплавов с узким интервалом кристаллизации (низкоуглеродистые стали, безоловянные бронзы и др.).
Усадочная пористость — скопление пустот, образовавшихся в отливке в обширной зоне в результате усадки в тех местах отливки, которые затвердевали последними без доступа, к ним расплавленного металла. Вблизи температуры солидуса кристаллы срастаются друг с другом. Это приводит к разобщению ячеек, заключающих в себе остатки жидкой фазы. Затвердевание небольшого объема металла в такой ячейке происходит без доступа к ней питающего расплава из соседних ячеек. В результате усадки в каждой ячейке получается небольшая усадочная раковина. Множество таких межзеренных микроусадочных раковин образует пористость, которая располагается по границам зерен металла.
Получить отливки без усадочных .раковин и пористости возможно за счет непрерывного подвода расплавленного металла в процессе кристаллизации вплоть до полного затвердевания. С этой целью на отливки устанавливают прибыли-резервуары с расплавленным металлом, которые обеспечивают доступ расплавленного металла к участкам отливки, затвердевающим последними. Прибыль не может обеспечить доступ расплавленного металла к утолщенному участку отливки. В этом месте образуются усадочная раковина и пористость. Установка да утолщенный участок прибыли предупреждает образование усадочной раковины и пористости. Предупредить образование усадочных раковин и пористости позволяет установка в литейную форму наружных холодильников или внутренних холодильников.
