Литейные свойства чугунов и их влияние на качество отливок

Литейные свойства. Чугун отличается сравнительно высо­кими литейными свойствами, что обусловлено его химическим со­ставом, низкой температурой начала кристаллизации, а также графитизацией.

Жидкотекучесть большинства сплавов зависит от положения на диаграмме состояния, и она тем выше, чем меньше интервал затвердения. Чугун характеризуется аномальным характером жидкотекучести, ко­торая при увеличении содержания углерода и кремния повышается, но достигает максимума не при эвтектическом (С_Е = 4,3), а при зазвтектическом составе (С_Е = 4,7 - 4,9). Это связано со способностью заэвтектических чугу­нов сохранять текучесть в определенном интервале температур ниже ликвидуса, поскольку кристаллизация первичного графита сопровождается значительным тепловым эффектом. Заметный рост жидкотекучести наблюдается также при повышении содержания фосфора в сплаве.

Усадка. Характер усадки серого чугуна в значительной степени определяется процессом графитизации. Уменьшение объема чугуна при охлаждении в жидком состоянии прак­тически постоянно. В период затвердевания усадка свя­зана с изменением агрегатного состояния и особенно с графи-тизацией.

Объем белого чугуна уменьшается всегда. В сером чугуне вследствие выделения графита из жидкой фазы в заэвтектических чугунах и при эвтектической кристаллизации происходит расши­рение, компенсирующее усадку тем полнее, чем больше образуется графита. На рис. 77 показан случай, когда в процессе затвердева­ния серого чугуна заэвтектического состава происходит отрица­тельная усадка, т. е. объемное расширение. Величина объемной усадки при затвердевании белого чугуна составляет 4 - 5 %, се­рого - 1,5 - 3 %.

Рис. 3.8.1. Объемная усадка ε белого (1) и серого (2) чугунов при охлаждении:

ε_ж - усадка в жидком состоянии; ε_з - усадка при затвердевании.

При охлаждении чугуна в твердом состоянии изменение объема (линейная усадка) определяется двумя процессами: выделением графита в связи с уменьшением его растворимости в аустените и термическим сжатием матрицы сплава. Именно с графити-зацией связано предусадочное расширение. Послеперлитная линейная усадка серого и белого чугунов одинакова и со­ставляет 0,9—1,1 %, тогда как доперлитная усадка серого чугуна (0—0.3 %) значительно меньше, чем белого чугуна (0,7—1 %).

Особенности протекания усадочных процессов в сером чугуне и относительно малая усадка при кристаллизации и в твердом со­стоянии существенно облегчают задачу получения качественных отливок. В отливках из серого чугуна реже, чем в стальных или в отливках из белого чугуна, образуются усадочные раковины, трещины и т. д. Это позволяет изготовлять отливки из серого чугуна часто без применения прибылей.

Дата добавления: 2014-01-07