Общие сведения
Согласно теории появление усадочных дефектов в отливках связано с образованием области твердожидкого состояния при затвердевании сплавов. Затвердевание сплава начинается у стенок формы и заканчивается в глубине отливки. При этом граница начала кристаллизации между твердой и жидкой фазами как бы продвигается от периферии к центру отливки, соответствуя изотерме ликвидуса. За этой границей движется граница конца затвердевания, соответствующая изотерме солидуса. Расстояние между границами начала и конца затвердевания сплавов типа твердых растворов зависит от температурного интервала затвердевания и скорости охлаждения. Чем шире температурный интервал затвердевания и меньше скорость охлаждения сплава, тем шире область твердо-жидкого состояния в отливке и тем больше зона рассеянной пористости. Чем уже температурный интервал затвердевания и больше скорость охлаждения (литье в металлические формы), тем меньше область твердожидкого состояния в отливке и тем больше зона сосредоточенной усадочной раковины.
У сплавов на алюминиевой основе (в частности, силуминов) в зависимости от содержания кремния можно получить разные интервалы кристаллизации. Если взять сплав эвтектического состава с содержанием кремния от 11 до 12%, то в этих сплавах после кристаллизации с большой скоростью (в кокиле) образуется сосредоточенная усадочная раковина, в то время как у сплава с содержанием кремния от 6 до 7% после кристаллизации в несчано-глинисгой разовой форме образуется достаточно большая зона усадочной пористости. Иногда в центре отливки встречаются усадочная раковина и большая зона усадочной пористости.
Сплавы на медной основе (бронза, латунь, нейзильбер, мельхиор) по величине интервала кристаллизации условно делят на три основные группы. Первую ipyiiny составляют сплавы с узким интервалом кристаллизации (5—30°С). К ним относятся латуни с содержанием цинка приблизительно 40%, высокопрочные латуни и алюминиевые бронзы. Эти сплавы при недостаточном питании образуют глубокие сосредоточенные усадочные раковины.
Во вторую группу входят оловянные и кремневые бронзы с широким интервалом кристаллизации от 70 до 200 °C. Отливки из этих сплавов склонны к рассеянной усадочной пористости. К третьей группе относят сплавы со средним интервалом кристаллизации (30—70°С). К ним относят латуни с содержанием цинка от 20 до 30%, кремнистые латуни, мельхиоры и никелевые бронзы. В этих сплавах образуются дефекты, как в виде раковин, так и в виде усадочной пористости. Поэтому для получения ювелирных изделий методом центробежного литья используют сплавы с узким и промежуточным интервалом кристаллизации, т. е. те сплавы, которые дают сосредоточенные усадочные раковины, образующиеся в прибыльной части отливки, которой часто служат элементы литниковой системы.
Для получения художественных отливок (статуэтки, сувенирноподарочные изделия и др.) используют сплавы с широким интервалом кристаллизации, где образовавшаяся усадочная пористость, сосредоточенная в теле отливки, нс приводит к браку художественное изделие.
