Химическое взаимодействие

Силовое взаимодействие

Взаимодействие отливки и формы

Химическая неоднородность (ликвация).

Структурная неоднородность.

Формирование отливки в литейной форме

Процесс получения отливки можно условно разбить на следующие периоды: 1) заполнение литейной формы расплавленным металлом; 2) переход теплоты в литейную форму, вызывающий остывание металла до достижения температуры начала кристаллизации; 3) затвердевание отливки; 4) охлаждение затвердевшей отливки в литейной форме. При формировании отливки в ней возникает структурная и химическая неоднородности.

После заливки расплавленного металла в литейную форму, начинается его охлаждение и кристаллизация. В первую очередь кристаллизуются слои, находящиеся у стенок литейной формы.. Скорость охлаждения материала в этих участках максимальна, поэтому в этой зоне образуется мелкозернистая структура металла. Ближе к центру и в центральных областях скорость охлаждения уменьшается, что приводит к образованию крупнозернистой структуры.

Разнозернистость вызывает структурную неоднородность по объему отливки, что приводит к неоднородности механических свойств в различных частях отливки (с увеличением размера зерна пластичность падает).

Помимо структурной неоднородности в отливке присутствует химическая неоднородность (ликвация). Различают ликвацию зональную, когда различные части отливки имеют различный химический состав, и дендритную, когда химическая неоднородность наблюдается в каждом зерне. Химическая неоднородность вызывает неоднородность механических свойств в различных частях отливки (механические свойства металла напрямую зависят от его химсостава).

При литье отливка и форма испытывают силовое и химическое взаимодействия, влияющие на размерную точность, качество поверхности, макро- и микроструктуру, механические и эксплуатационные свойства получаемого литого изделия.

В процессе охлаждения и кристаллизации происходит изменение размеров отливки (усадка). Если литейная форма или стержень препятствует сокращению отливки при охлаждении и кристаллизации, в отливке могут образоваться такие дефекты, как трещины и коробления.

При высоких температурах (температура расплава Т ≈ 1500 - 1550 ° С) в формовочной и стержневой смесях могут протекать химические превращения, приводящие к ухудшению свойств этих материалов. В результате этого в отливках могут возникать такие дефекты, как газовые, песчаные и шлаковые раковины, пригар.