Ливарні властивості металів та сплавів
Технічний переклад терміна "ливарні властивості": англ. casting properties, нім. Giesseigenschaften, фр. properietes de fonderie [1]. Інший варіант перекладу терміна "ливарні властивості" англійською мовою founding properties (або foundry properties). Застосовують також castability - ливарні якості, здатність набувати форми, формоутворення, від cast - зліпок.
Взагалі, що стосується термінології, "ливарні властивості" та "castability" - дещо різні поняття, оскільки друге має ширше значення, що стосується процесу формоутворення в цілому, а термін "ливарні властивості" відноситься безпосередньо до характеристики матеріалу (металу, сплаву) .
Ливарні властивості, коли ми розглядаємо метали та сплави - це така сукупна характеристика, яка визначає здатність розплаву утворювати виливок із заданими технологічними властивостями, з мінімальними економічними та часовими витратами, а також з мінімально можливою кількістю ливарних дефектів у кінцевому виробі. Поняття castability додатково включає і геометричні параметри форми і вироби.
До одного з найголовнішихливарних властивостей сплавіввідноситься рідкотірність (англ. fluidity, іноді саме її називають castability).
Для отримання якісного виливка необхідно спроектувати оптимальну форму, виготовити її, підібрати матеріали з потрібними ливарними властивостями та розробити технологію всього процесу, включаючи обов'язковий етап модифікації розплавленого металу.
Розробка геометрії форми, якість формувальних матеріалів та металошихти, дотримання технологічних режимів, безумовно, дуже важливі. Але тут зупинимося безпосередньо на ливарних властивостях сплавів.
Ливарні властивості сплавів
Як говорилося вище,ливарні властивості сплавів- це сукупність властивостей, що характеризують здатність розплавленого металу утворювати якісні виливки. Поняття ливарних властивостей сплавів розширюється введенням у нього, крім «традиційних» ливарних властивостей сплавів (усадки, ліквації, рідкотекучості), таких властивостей, як модифікованість, схильність до переохолодження, здатність поглинати гази при нагріванні рідкого металу і виділяти при охолодженні, показник тріщиностійкості та ін. Ливарні властивості металів і сплавів виявляють себе в момент заливання та заповнення форми, а також при кристалізації виливки.
Рідкотекучість є ливарною властивістю металу, що характеризує його здатність проникати у всі елементи порожнини форми, у тому числі - складнодоступні та тонкостінні. На рідинну течію впливає цілий комплекс факторів, починаючи від температурного інтервалу кристалізації того чи іншого ливарного сплаву, поверхневого натягу та в'язкості металевого розплаву, температурних режимів процесу, і закінчуючи властивостями самої форми (температура, теплопровідність та ін.).
У процесі охолодження розплаву метали зменшують свій обсяг, внаслідок чого проявляється така ливарна властивість металів та сплавів, як усадка.
Ливарні властивості чавуну
Чавун відрізняється від сталі, крім іншого, саме своїми найкращими ливарними властивостями, тому чавун є найпоширенішим матеріалом для виготовлення виливків.
Лінійне і об'ємне усадження у чавунів зазвичай менше, ніж у сталей, а рідина - вище. Лінійне усадження сірого чавуну становить 0,8-1,3%.
До чудових ливарних властивостей сірого чавуну додається важливий економічний чинник: дешевизна самого матеріалу. Щоправда, незважаючи на це вОстаннім часом має місце тенденція заміни дешевого сірого чавуну на більш дорогі та якісні чавуни з кулястим та вермікулярним графітом (перехід від кількості до якості). Наприклад, хороші ливарні властивості чавуну з вермікулярним графітом дають можливість отримувати з нього високоякісні складні фасонні тонкостінні та масивні виливки масою від кілограма до кількох тонн.
Надати потрібні ливарні властивості розплаву чавуну або сталі можна за допомогою спеціальної обробки – модифікування. Правильно підібраний модифікатор здатний позитивно впливати на ливарні властивості чавуну. При цьому деякі елементи погіршують ливарні властивості чавунів, позитивно впливаючи на інші характеристики, тому необхідний правильний раціональний підбір модифікатора і режимів модифікування для вирішення конкретних завдань. Рідкотекучість, лінійна та об'ємна усадка чавунів регулюються модифікуванням.
Ливарні властивості сталей
Більшість сталей для отримання виробів з них піддаються обробці тиском (ОМД), але існує досить широкий асортимент сталей, призначених спеціально для виготовлення виливків. У позначенні марок сталей для виливків остання літера - Л (означає "ливарна"). Марки ливарних сталей та їх властивості регламентовані стандартом ГОСТ 977-88 "Виливки сталеві. Загальні технічні умови". Характеристики ливарних властивостей конкретних сталей можна знайти у "Марочнику сталей та сплавів".
Автор: Корнієнко А.Е. (ІЦМ)
Література:
Увага, конкурс! Всеукраїнський молодіжний конкурс "Я та моя професія: металознавець, технолог ливарного виробництва". Докладніше >>>