Wady odlewnicze materiałów metalowych, część 3

Głównymi wadami odlewów są segregacja, pory, skurcz i zapadanie, wtrącenia, pęknięcia, zimne połączenia i inne wady.

Skurcz

Podczas procesu krzepnięcia metal zmniejsza swoją objętość, a stop nie może być na czas uzupełniony, w ostatnim miejscu krzepnięcia pojawiają się jamy skurczowe, które nazywane są jamami skurczowymi.

Duże i skoncentrowane jamy skurczowe nazywane są skoncentrowanymi jamami skurczowymi, a małe i rozproszone jamy skurczowe nazywane są porowatością skurczową.

Wśród nich jamy skurczowe, które pojawiają się na granicach ziaren i dendrytów z pomocą mikroskopu, nazywane są mikrojami skurczowymi.

Powierzchnia jam skurczowych jest przeważnie nierówna i prawie ząbkowana. Jamy skurczowe między granicami ziaren i dendrytami są przeważnie kątowe.

Niektóre jamy skurczowe są często wypełnione wytrąconym gazem, a ściany otworów są stosunkowo gładkie. W tym czasie jamy skurczowe są również porami, a substancje o niskiej temperaturze topnienia są często związane z jamami skurczowymi.

Jamy skurczowe pojawiają się we wszystkich obszarach centralnych przekroju. Jamy skurczowe na głowicy są przeważnie stożkowe, z nierównymi powierzchniami wewnętrznymi lub grubokrystalicznymi strukturami.

Przerywane jamy skurczowe w środku to przeważnie nieregularnie ukształtowane otwory o różnych rozmiarach, które czasami są wypełnione gazem wytrąconym podczas krzepnięcia metalu.

Powierzchnia jest stosunkowo gładka i często trudno ją spawać w późniejszej obróbce, tworząc warstwowanie i pęcherzyki.

Jamy skurczowe są również podatne na koncentrację naprężeń i pęknięcia podczas obróbki.

Jamy skurczowe są często rozmieszczone w pobliżu środka przekroju lub na całym przekroju, a czasami pojawiają się w pobliżu jam skurczowych, z małymi i rozproszonymi otworami rozmieszczonymi na granicach ziaren lub w szczelinach dendrytów.

Niektóre drobne jamy skurczowe są trudne do wykrycia gołym okiem i można je wykryć tylko za pomocą mikroskopu lub próby ciśnieniowej wody.

Luzy powodują, że struktura metalu jest nienapęczniejąca, co znacznie zmniejsza właściwości mechaniczne i odporność na korozję stopu.

Rozmiar jam skurczowych i obszarów skurczu jest związany z czynnikami takimi jak współczynnik skurczu krzepnięcia stopu, płynność ciekłego metalu, szerokość zakresu temperatur krystalizacji, rozmiar przekroju wlewka, temperatura odlewania i warunki krzepnięcia.

Im większy współczynnik skurczu krzepnięcia stopu, im większy rozmiar przekroju wlewka i im poważniejsze jamy skurczowe.

Im węższy zakres temperatur krystalizacji stopu i im lepsza płynność, tym bardziej skoncentrowane jamy skurczowe; wręcz przeciwnie, jeśli temperatura krystalizacji stopu jest szersza, a strefa przejścia krystalizacji podczas krzepnięcia jest szersza, jamy skurczowe będą bardziej prawdopodobne do utworzenia.

Głównymi przyczynami powstawania jam skurczowych i porowatości skurczowej są: nieracjonalny proces wytapiania, niska temperatura odlewania, słaba kompensacja skurczu i przerwanie przepływu; wysoka intensywność chłodzenia i duża prędkość odlewania; nieracjonalna konstrukcja krystalizatora, izolacja jest zbyt niska i wilgotna; zakres temperatur krystalizacji stopu jest szeroki, a płynność słaba.