Механізми затвердіння
У процесі лиття твердіння виливків відбувається при переході розплавленого металу з рідкого стану в твердий. Цей процес можна умовно розділити на три механізми:зародження, дендритний ріст, іформування структури зерна. Під час зародження в рідкому металі утворюються дрібні тверді частинки. Ці ядра ростуть у дендритні структури, розгалужуючись у вигляді дерева. Остаточна зерниста структуравиливкивизначається зростанням цих дендритів і їх взаємодією з охолоджуючим середовищем.
Затвердіння різних сплавів
Різні сплави тверднуть унікальними способами, залежно від їх хімічного складу та термічних властивостей:
Алюмінієві сплави: Алюмінієві сплави зазвичай демонструють високий ступінь текучості, що дозволяє виготовляти складні та тонкостінні виливки. Їх затвердіння часто передбачає утворення дрібної рівновісної зернистої структури. Однак алюмінієві сплави схильні до усадочної пористості та гарячого розриву, що може вплинути на якість лиття.
Залізо іСталеві сплави: Чавун твердне зі складною структурою завдяки високому вмісту вуглецю, утворюючи графітові пластівці або конкреції. При твердінні сталевих сплавів утворюються дендрити аустеніту, які при охолодженні перетворюються на ферит і перліт. Швидкість охолодження і склад сплаву істотно впливають на зернисту структуру і механічні властивості виливка.
Мідні сплави: мідні сплави, такі як латунь і бронза, твердіють зі стовпчастою або рівновісною зернистою структурою. Ці сплави схильні до сегрегації, коли різні елементи в сплаві розділяються під час затвердіння, що призводить до змін у складі та властивостях у виливку.
Зв'язок між затвердінням і якістю лиття
Поведінка затвердіння сплаву безпосередньо впливає на якість лиття. Рівномірний і контрольований процес затвердіння важливий для мінімізації таких дефектів, як пористість, сегрегація та гарячий розрив. Наприклад, швидке охолодження може призвести до утворення дрібного зерна, покращуючи механічні властивості виливка. І навпаки, повільне охолодження може призвести до грубого зерна та підвищеної сприйнятливості до дефектів.
Час і швидкість затвердіння
На час і швидкість затвердіння впливають такі фактори, як розмір відливки, форма та термічні властивості матеріалу форми. Час затвердіння — це тривалість, необхідна для переходу всієї виливки з рідкого стану в тверде, а швидкість затвердіння — це швидкість, з якою відбувається цей перехід.
Швидшої швидкості затвердіння зазвичай досягають за допомогою таких методів, як використання холодних форм, які швидко відбирають тепло від розплавленого металу. Це призводить до більш дрібної зернистої структури та покращених механічних властивостей. Однак надмірно швидке охолодження може призвести до термічних напруг і розтріскування. Тому досягнення оптимального балансу між швидкістю затвердіння та якістю лиття має вирішальне значення.
Час публікації: 11 жовтня 2024 р