Страница 2 из 4 Большое влияние на образование горячих трещин оказывает конструкция отливки. Чем больше разница толщин отдельных частей отливки, тем больше температурные напряжения при прочих равных условиях. Поэтому основным требованием к конструкции отливок должно быть обеспечение равномерных толщин ее стенок. Неравномерность распределения температуры по отдельным участкам отливки приводит также к тому, что при остывании в ней всегда имеет наиболее горячее мест, где предел текучести металла самым низкий. В процессе усадки отливки при одной и той же величине действующих в ней напряжений пластические деформации будут концентрироваться именно в этом месте. В качестве примера рассмотрим отливку длиной l с жестко закрепленными концами и утлщенным участком длиной l1, предел текучести материала которого ниже, чем других участков. Если величина действующих в отливке напряжений превысит этот предел, то в горячем месте произойдут значительные пластические деформации. При этом величина деформаций в других местах, а также средняя деформация по всей длине отливки может оставаться незначительной. В то же время относительная величина удлинения (растяжения) на опасном участке l1 может оказаться значительно выше критической деформации, при которой отливка paзрушается. При местной деформации относительное удлинение прямо пропорционально длине отливки и обратно пропорционально длине чистка, на котором происходит местная деформация. Таким образом, чем больше размеры отливки, тем больше местное удлинение, а следовательно, и опасность местного разрушения. Вероятность образования трещин в отливках зависит от свойств сплава и условий его кристаллизации. В сплавах, затвердевающих в интервале температур, в процессе кристаллизации непрерывно изменяется количество жидкой и твердой фаз. В определенный момент растущие кристаллы образуют прочный каркас, окруженный прослойками жидкого металла. С этого момента материал отливки проявляет свойства твердого тела, например некоторую прочность, линейную усадку и т. д. Это позволяет разделить интервал кристаллизации сплава на два этапа, в одном из которых его свойства ближе к свойствам жидкости, в другом — твердого тела. Интервал кристаллизации с преобладанием твердой фазы, называют эффективным. В отличие от сплавов, кристаллизующихся при постоянной температуре, в таких сплавах усадка отливки протекает в области «эффективного» интервала кристаллизации. Поскольку прочность прослойки жидкого сплава значительно меньше при высоких температурах, чем самих зерен, то при температурах, близких к началу плавления, подобные сплавы разрушаются по границам зерен. Если в сплавах присутствуют примеси, способствующие появлению легкоплавких соединений, то образующиеся вокруг затвердевших зерен основного сплава жидкие и малопрочные прослойки резко снижают стойкость отливок к образованию горячих трещин. Подобное явление, называемое горячеломкостью, характерно для многих промышленных железоуглеродистых сплавов и обуславливается попаданием в них таких элементов, так сера, свинец и т. д. Если после образования горячей трещины количество жидкости между растущими дендритами достаточно велико, то возможно залечивание трещин в эффективном интервале кристаллизации. Однако условия для залечивания трещин в различных местах отливки неодинаковы, так как передвижение (циркуляция) оставшейся жидкости зависит от ее количества, жидкотекучести, а также от размеров каналов между зернами. Чем лучше жидкотекучесть оставшегося сплава, тем быстрее и полнее заполняются образующиеся в затвердевшем металле мелкие трещины. При недостаточной жидкотекучести или быстром затвердевании отливки трещины могут не заполниться, тогда их стенки окисляются кислородом воздуха, сама трещина увеличивается и в таком виде остается в отливке.
|