Wady odlewnicze materiałów metalowych, część 1

Główne wady odlewów to segregacja, pory, skurcz i zapadnięcia, wtrącenia, pęknięcia, zimne połączenia i inne wady.

1. Segregacja

Segregacja - zjawisko nierównomiernego składu chemicznego w odlewie. Segregacja powoduje nierównomierne właściwości odlewu, a w ciężkich przypadkach prowadzi do jego dyskwalifikacji.

Segregację można podzielić na dwie kategorie: mikrosegragacja i makrosegragacja.

Segregacja wewnątrzkrystaliczna (znana również jako segregacja dendrytyczna) - odnosi się do zjawiska nierównomiernego składu chemicznego w różnych częściach ziarna, co jest rodzajem mikrosegragacji.

Wszystkie stopy, które tworzą roztwory stałe, mogą uzyskać ziarna o jednorodnym składzie chemicznym tylko w bardzo wolnych warunkach chłodzenia, aby umożliwić pełną dyfuzję atomów.

W rzeczywistych warunkach odlewania, szybkość krzepnięcia stopu jest stosunkowo wysoka, a atomy nie mają czasu na pełną dyfuzję.

W ten sposób skład chemiczny ziaren, które rosną w sposób dendrytyczny, musi być nierównomierny.

Aby wyeliminować segregację wewnątrzkrystaliczną, odlew można podgrzać do wysokiej temperatury i utrzymywać w cieple przez długi czas, aby umożliwić pełną dyfuzję atomów. Ta metoda obróbki cieplnej nazywana jest wyżarzaniem dyfuzyjnym.

Segregacja gęstościowa (dawniej znana jako segregacja grawitacyjna) odnosi się do zjawiska nierównomiernego składu chemicznego między górną i dolną częścią odlewu, co jest rodzajem makrosegragacji.

Gdy gęstość pierwiastków stopowych znacznie się różni, po całkowitym zestaleniu odlewu, pierwiastki o niskiej gęstości są w większości skoncentrowane w górnej części, podczas gdy pierwiastki o wysokiej gęstości są bardziej skoncentrowane w dolnej części.

Aby zapobiec segregacji gęstościowej, ciekły metal powinien być dokładnie mieszany lub szybko chłodzony podczas wlewania, aby pierwiastki o różnych gęstościach nie miały czasu na rozdzielenie.

Istnieje wiele rodzajów makrosegragacji. Oprócz segregacji gęstościowej, występują również segregacja dodatnia, segregacja odwrotna, segregacja w kształcie litery V i segregacja pasmowa.