Механизми за втвърдяване
По време на процеса на леене, втвърдяването на отливките става, когато разтопеният метал преминава от течно в твърдо състояние. Този процес може най-общо да се категоризира в три механизма:нуклеация, дендритен растеж, иобразуване на зърнеста структура. По време на нуклеацията в течния метал се образуват малки твърди частици. Тези ядра растат в дендритни структури, разклоняващи се в дървовиден модел. Крайната зърнеста структура наотливкисе определя от растежа на тези дендрити и тяхното взаимодействие с охлаждащата среда.
Втвърдяване на различни сплави
Различните сплави се втвърдяват по уникален начин, повлиян от техния химичен състав и термични свойства:
Алуминиеви сплави: Алуминиевите сплави обикновено показват висока степен на течливост, което позволява сложни и тънкостенни отливки. Тяхното втвърдяване често включва образуването на фина, равноосна зърнеста структура. Въпреки това, алуминиевите сплави са склонни към порьозност при свиване и горещо разкъсване, което може да повлияе на качеството на отливката.
Желязо иСтоманени сплави: Чугунът се втвърдява със сложна структура поради високото си въглеродно съдържание, образувайки графитни люспи или нодули. Втвърдяването на стоманени сплави включва образуването на аустенитни дендрити, които се превръщат във ферит и перлит при охлаждане. Скоростта на охлаждане и съставът на сплавта значително влияят върху структурата на зърната и механичните свойства на отливката.
Медни сплави: Медните сплави, като месинг и бронз, се втвърдяват с колонна или равноосна зърнеста структура. Тези сплави са склонни към сегрегация, където различни елементи в сплавта се разделят по време на втвърдяване, което води до вариации в състава и свойствата в рамките на отливката.
Връзка между втвърдяването и качеството на отливката
Поведението при втвърдяване на сплавта пряко влияе върху качеството на отливката. Еднакъв и контролиран процес на втвърдяване е от съществено значение за минимизиране на дефекти като порьозност, сегрегация и горещо разкъсване. Например, бързото охлаждане може да доведе до образуването на фини зърна, подобрявайки механичните свойства на отливката. Обратно, бавното охлаждане може да доведе до едри зърна и повишена чувствителност към дефекти.
Време и скорост на втвърдяване
Времето и скоростта на втвърдяване се влияят от фактори като размера на отливката, формата и термичните свойства на материала на формата. Времето на втвърдяване е продължителността, необходима за преминаването на цялата отливка от течно към твърдо състояние, докато скоростта на втвърдяване се отнася до скоростта, с която се извършва този преход.
По-бързите скорости на втвърдяване обикновено се постигат чрез техники като използване на охладителни форми, които бързо извличат топлина от разтопения метал. Това води до по-фина зърнеста структура и подобрени механични свойства. Прекалено бързото охлаждане обаче може да доведе до термични напрежения и напукване. Следователно постигането на оптимален баланс между скоростта на втвърдяване и качеството на отливането е от решаващо значение.
Време на публикуване: 11 октомври 2024 г