Жидкотекучесть сплавов. Влияние хим.состава

Жидкотекучесть — это способность металлов и сплавов в расплавленном состоянии заполнять полость формы и точно вос­производить очертания отливки. Хорошая жидкотекучесть сплава обеспечивает получение плотных высококачественных отливок, умень­шение газовых и усадочных раковин недоливов и др.

Способность металла или сплава заполнять полость формы за­висит от его физических свойств: вязкости и поверхностного натя­жения.. Кроме того, на жидкотекучесть оказывает влияние содержа­ние примесей в металле или сплаве, склонность к окисляемости и теплоотводящая способность литейной формы. Почти у всех метал­лов и сплавов чем выше вязкость, тем меньше жидкотекучесть.

Вязкость сплавов — это свойство динамическое, характеризует взаимное трение частиц сплава при движении, измеряется в пуазах. Вязкость сплава зависит от его состава и температуры, наличия включений. Например, твердые включения и продукты раскисления увеличивают вязкость сплава, жидкие же неметаллические включе­ния с температурой плавления ниже температуры плавления основ­ного металла уменьшают ее.

Вязкость одного и того же сплава может быть различной при разных способах 'металлургической обработки. Например, вязкость стали, раскисленной шлаком, меньше вязкости стали, раскисленной раскислителями — ферросилицием и алюминием. Высокая вязкость расплава часто является причиной брака отливок по недоливам.

С повышением температуры расплава снижается вязкость и со­ответственно жидкотекучесть его повышается, причем особенно сильное повышение ее наблюдается при температуре ниже ликвидуса.

По данным Ю.А. Нехендзи, нулевая жидкотекучесть (т.е. сплав перестает течь) наступает у чугунов при содержание 30% твердой фазы, а у сталей- 20% в жидком расплаве.

Поверхностное натяжение- очень важная характеристика жидкого сплава. С увеличением поверхностного натяжения жидкотекучесть ухудшается, особенно при заполнении тонких каналов. Поверхностное натяжение зависит от хим.состава сплава, температуры, степени раскисленности и других факторов.

Влияние свойств формы. При заливке расплавов формы стенки отводят от него теплоту. Способность формы отводить от расплава теплоту определяется ее теплоаккумулирующей способностью.

Песчаная форма медленно отводит теплоту, и расплав заполняет ее лучше, чем форму из металла, так как металлическая форма более . интенсивно охлаждает движущийся металл.

Между текущим расплавом и формой возникает внешнее трение. Коэффициент трения расплава о форму уменьшается с уменьшением шероховатости рабочей поверхности формы, особенно в случаях, когда на поверхности формы образуется тонкая газовая пленка из нанесенного на поверхность формы покрытия или припыла. Если количество образующихся в форме газов больше, чем это необхо­димо для создания газовой пленки на поверхности контакта, а газы и пары не выделяются свободно из формы, то в форме создается про­тиводавление. В таких случаях необходимо устраивать выпоры на всех выступающих частях отливки.

Влияние химического состава. Жидкотекучесть чугуна возрастает с увеличением содержания кремния, фосфора и особенно углерода, достигая максимума в чугунах эвтектического состава, определяе­мого суммой С + (1/3) Si + (1/2) Р

Фосфор улучшает жидкотекучесть чугуна, уменьшает его поверх­ностное натяжение и вязкость вследствие образования в чугуне легкоплавкой фосфидной эвтектики. Большое значение имеет повы­шенное содержание фосфора (до 1,5 %) для художественных отли­вок, когда требуется повышенная жидкотекучесть. Сера и марга­нец в отдельности слабо влияют на жидкотекучесть, по при наличия обоих этих элементов образуется сульфид марганца, сильно пони­жающий жидкотекучесть.

Низкоуглеродистый перлитный чугун (2,8—3 % С) на диаграмме состояния Fe—Fe₃C располагается дальше от эвтектики (4,3 % С), ; чем высокоуглеродистый (3,5 % С), поэтому его жидкотекучесть меньше жидкотекучести серого чугуна. Жидкотекучесть белых чугунов ниже по сравнению с перлитными, так как они находятся еще дальше по составу от эвтектики. Никель и медь слабо влияют на повышение жидкотекучести низколегированных чугунов , а хром, молибден и титан понижают ее.

Определение жидкотекучести сплавов.Способность жидкого сплава заполнять форму необходимо рассматривать как комплексное технологическое свойство, на «которое оказывают большое влияние свойства сплава, свойства формы и конфигурация ее полостей. Жидкотекучесть сплавов определяют с помощью заливки специаль­ных технологических проб в виде тонких прутков, пластин прямых и спиральных. По пути, пройденному сплавом по каналам техноло­гической пробы (т. е. по длине прутка), на ходят жидкотекучесть сплава. Жидкотекучесть чугуна часто определяют по спиральной пробе (рис. 139) с трапециевидным сечением площадью 0,56 см^а. После заливки измеряют длину заполнившейся части спирали, кото­рая характеризует жидкотекучесть.