Литейные сплавы

     Ликвация

     Ликвация  — неоднородность химического состава  литейного сплава в различных  частях отливки, возникающая при  ее затвердевании, из-за различной растворимости отдельных компонентов сплава в его жидкой и твердой фазах. Различают дендритную и зональную ликвацию. Дендритная ликвация — это химическая неоднородность, проявляющаяся в пределах одного дендрита — кристалла древовидной (ветвистой) формы. Причиной ее является так называемая избирательная кристаллизация, вследствие которой оси дендритов, растущие первыми, содержат меньше примесей, а затвердевающая позже между осями часть расплава обогащается этими примесями, что и приводит к неоднородности химического состава в различных частях каждого дендрита.

       Зональная ликвация — химическая  неоднородность в отдельных объемах  отливки, т. е. различие химического  состава в разных ее частях, возникающая в результате как  избирательной кристаллизации, так  и процессов перемещения ликвирующих элементов вместе с жидкой фазой из одной части отливки в другую при ее затвердевании. Так, более тяжелые примеси могут концентрироваться в нижней, а более легкие — в верхней частях отливки (ликвация по плотности), легкоплавкие компоненты литейных сплавов, затвердевающие в последнюю очередь (при более низких температурах), оттесняются в среднюю часть стенки отливки, что приводит к образованию разновидности зональной ликвации — осевой ликвации. Эта ликвация называется также прямой, в отличие от обратной, при которой в центральной части тела отливки содержатся более тугоплавкие компоненты, а легкоплавкие при кристаллизации вытесняются на ее поверхность.

       Ликвация приводит к неоднородности  механических и других эксплуатационных  свойств литых деталей, вызывает их преждевременный износ и разрушение. Дендритную ликвацию в большинстве случаев удается устранить термической обработкой отливок, при которой за счет диффузионных процессов происходит выравнивание химического состава в пределах каждого кристалла (дендрита). Однако устранить образовавшуюся в отливке зональную ликвацию практически невозможно, поэтому стремятся предупреждать ее образование, создавая технологичные конструкции отливок, с равномерной толщиной стенок и без массивных узлов, вводя в сплавы добавки, уменьшающие ликвацию, применяя ускоренное охлаждение отливок. 
 

     4. Основные литейные сплавы

     1. Чугун (см. все записи с тегом  чугуны) является наиболее распространенным  материалом для получения фасонных  отливок. Чугунные отливки составляют около 80 % всех отливок.

     Широкое распространение чугун получил  благодаря хорошим технологическим  свойствам и относительной дешевизне. Из серого чугуна получают самые дешевые  отливки (в 1,5 раза дешевле, чем стальные, в несколько раз – чем из цветных металлов). Область применения чугунов расширяется вследствие непрерывного повышения его прочностных и технологических характеристик. Используют серые, высокопрочные, ковкие и легированные чугуны.

     2. Сталь (см. все записи с тегом  стали и сплавы) как литейный материал применяют для получения отливок деталей, которые наряду с высокой прочностью должны обладать хорошими пластическими свойствами. Чем ответственнее машина, тем более значительна доля стальных отливок, идущих на ее изготовление. Стальное литье составляет: в тепловозах – 40…50% от массы машины; в энергетическом и тяжелом машиностроении (колеса гидравлических турбин с массой 85 тонн, иногда несколько сотен тонн) – до 60%. Стальные отливки после соответствующей термической обработки не уступают по механическим свойствам поковкам.

     Используются: углеродистые стали 15Л…55Л; легированные стали 25ГСЛ, 30ХГСЛ, 110Г13Л; нержавеющие  стали 10Х13Л, 12Х18Н9ТЛ и др.

     Среди литейных материалов из сплавов цветных  металлов широкое применение нашли  медные и алюминиевые сплавы:

     1. Медные сплавы – бронзы и  латуни.

     Латуни  – наиболее распространенные медные сплавы. Для изготовления различной  аппаратуры для морских судостроения, работающей при температуре 300о С, втулок и сепараторов подшипников, нажимных винтов и гаек прокатных станов, червячных винтов применяют сложнолегированные латуни. Обладают хорошей износостойкостью, антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью.

     Из  оловянных бронз (БрО3Ц7С5Н1) изготавливают  арматуру, шестерни, подшипники, втулки.

     Безоловянные  бронзы по некоторым свойствам превосходят оловянные. Они обладают более высокими механическими свойствами, антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью. Однако литейные свойства их хуже. Применяют для изготовления гребных винтов крупных судов, тяжело нагруженных шестерен и зубчатых колес, корпусов насосов, деталей химической и пищевой промышленности.

     2. Алюминиевые сплавы. Отливки из  алюминиевых сплавов составляют  около 70% цветного литья. Они  обладают высокой удельной прочностью, высокими литейными свойствами, коррозионной стойкостью в атмосферных условиях.

     Наиболее  высокими литейными свойствами обладают сплавы системы алюминий – кремний (Al-Si) – силумины АЛ2, АЛ9. Они широко применяются в машиностроении, автомобильной  и авиационной промышленности, электротехнической промышленности (см. Электротехника).

     Также используются сплавы систем: алюминий – медь, алюминий – медь – кремний, алюминий – магний.

     3. Магниевые сплавы обладают высокими  механическими свойствами, но их  литейные свойства невысоки. Сплавы системы магний–алюминий–цинк–марганец применяют в приборостроении, в авиационной промышленности, в текстильном машиностроении. 
 
 
 
 
 

     Список  используемой литературы

1. Литейное  производство / А.М. Михайлов [и др.]. – М.: Машиностроение, 1987. – 256 с.
2. Материаловедение и технология конструкционных материалов / В.Б.Арзамасов [и др.]; под ред. В.Б.Арзамасова, А.А. Черепахина. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 404 с.
3. Материаловедение и технология металлов. / Г.П.Фетисов   [и др.]; под ред. Г.П. Фетисова. – М.: Высш. шк., 2002. – 638  с.
4. Рыбкин В.А. Контроль  материалов  и  работ в литейном производстве / В.А. Рыбкин. – М.: Машиностроение, 1980. – 128 с.
5. Технология конструкционных материалов /А.М.Дальский  [и др.];  под ред. А.М. Дальского,  – М.: Машиностроение, 1992. – 448 с.
6. Технология конструкционных материалов / А.Г. Схиртладзе [и др.]; –  Старый оскол: ООО «ТНТ»,2006. – 360 с.
7. Технология металлов и конструкционные материалы / Б.А. Кузьмин [и др.]/ – М.: Машиностроение,1989. – 493 с.
8. Технология металлов и материаловедение /Б.В. Кнорозов [и др.];    – М.:Металлургия, 1987. – 800 с.
9. Титов, Н.Д. Технология  литейного  производства / Н.Д. Титов, Ю.А. Степанов. – М.: Машиностроение, 1985. – 400 с.