Составы сплавов и их влияние на производительность литья Часть вторая

4. Механические свойства

Прочность, твердость и пластичность: состав сплава существенно влияет на конечные механические свойства отливки. Правильное сочетание элементов может повысить прочность, твердость, износостойкость и ударную вязкость.

Влияние состава сплава:

oАлюминиевые сплавы: различные алюминиевые сплавы (например, Al-7Si или Al-12Si) обладают рядом свойств. Кремний улучшает литейные свойства и текучесть, но может снизить прочность. Добавление меди или магния повышает прочность и твердость, делая сплав пригодным для высокопроизводительных применений.

oЧугун: серый чугун обладает хорошей износостойкостью и обрабатываемостью благодаря своей графитовой структуре, в то время как ковкий чугун (с добавлением никеля, магния или церия) имеет лучшую прочность на разрыв и ударную вязкость. Высокое содержание углерода увеличивает твердость, но снижает пластичность.

oБронза и латунь: бронза (сплавы меди и олова) известна своей превосходной коррозионной стойкостью, износостойкостью и хорошими литейными свойствами. Латунь (сплавы меди и цинка) обеспечивает хорошую обрабатываемость и коррозионную стойкость, но обычно имеет более низкую прочность на разрыв, чем бронза.

oНержавеющая сталь: добавление таких элементов, как хром и никель, в сталь приводит к получению нержавеющей стали, которая обладает высокой коррозионной стойкостью и хорошей прочностью при высоких температурах. Однако ее может быть сложнее отливать из-за высоких температур плавления и восприимчивости к дефектам, таким как растрескивание.

5. Дефекты

Образование дефектов: состав сплава может влиять на вероятность дефектов литья, таких как трещины, горячие разрывы, неисправность или холодные затворы.

Влияние состава сплава:

oСвинцовые сплавы: свинец имеет очень низкую температуру плавления и легко течет, но он может вызывать нежелательную пористость или трещины во время затвердевания, если не контролировать должным образом.

oАлюминиевые сплавы: алюминий более склонен к окислению, что может привести к дефектам поверхности, пористости и образованию шлака. Алюминий, легированный магнием, хотя и имеет более высокую прочность, также имеет тенденцию быть более склонным к дефектам, таким как растрескивание во время затвердевания.

oСталь: состав стали может влиять на то, насколько склонен сплав к горячему разрыву. Легирующие элементы, такие как сера и фосфор, могут увеличить склонность к горячему растрескиванию. Высокое содержание углерода может сделать сталь более хрупкой и склонной к растрескиванию во время затвердевания.

6. Методы литья и состав сплава

Совместимость методов литья: некоторые сплавы больше подходят для определенных методов литья. Например:

oЛитье под давлением: сплавы с низкой температурой плавления, такие как цинк и алюминий, идеально подходят для литья под давлением, поскольку они хорошо текут под высоким давлением и образуют качественные отливки с мелкими деталями.

oЛитье в песчаные формы: более тяжелые и прочные сплавы, такие как чугун или сталь, обычно используются при литье в песчаные формы, поскольку более медленная скорость охлаждения позволяет более крупным секциям должным образом затвердевать.

oЛитье по выплавляемым моделям: нержавеющая сталь и суперсплавы часто используются для литья по выплавляемым моделям, поскольку этот процесс позволяет получать точные формы и превосходную отделку поверхности даже для сложных конструкций.

7. Коррозионная стойкость

Влияние состава сплава: состав также влияет на устойчивость сплава к таким факторам окружающей среды, как влага и химикаты.

oНержавеющая сталь: нержавеющая сталь с высоким содержанием хрома обладает высокой устойчивостью к коррозии, что делает ее идеальной для применения в морской, химической или пищевой промышленности.

oАлюминиевые сплавы: алюминий естественным образом образует оксидный слой, который помогает противостоять коррозии, но добавление таких элементов, как медь или магний, может снизить коррозионную стойкость в определенных средах.

oЛатунь и бронза: латунь (медь-цинк) имеет умеренную коррозионную стойкость, в то время как бронза (медь-олово) обеспечивает отличную стойкость к морской воде и промышленным средам.

Вкратце:

Состав сплава оказывает прямое и глубокое влияние на эксплуатационные характеристики отливки. Он влияет на все: от текучести, усадки и пористости до механических свойств конечного продукта, таких как прочность, твердость и коррозионная стойкость. Понимание поведения сплава в процессе литья и того, как взаимодействуют различные элементы, является ключом к производству высококачественных, бездефектных отливок, которые соответствуют эксплуатационным характеристикам. При выборе сплава для литья необходимо тщательно учитывать такие факторы, как предполагаемое применение, метод литья и требуемые свойства материала.