Uniwersytet Warmińsko – Mazurski

w Olsztynie

Wydział Nauk Technicznych

Temat: Badanie właściwości technologicznych

ciekłego metalu

Wykonał:

Grupa 1

I Teoria

Jakość odlewu zależy głównie od właściwości stopu odlewniczego. Wykonywanie odlewu przebiega przy wykorzystaniu metalu w stanie ciekłym, dlatego to właściwości technologiczne ciekłego metalu określaliśmy w trakcie zajęć.

Wykorzystywanie stopów metali w odlewnictwie podyktowane jest ich lepszymi właściwościami, które pozytywnie wpływają na łatwość odlewania, jakość odlewu, a przede wszystkim poprawiają wytrzymałość, twardość, obrabialność, udarność, plastyczność i zdolność do wypełniania form.

Podstawowymi własnościami stopów odlewniczych są:

- skurcz

- lejność

- segregacja

- skłonność do tworzenia się jam odlewniczych

- skłonność do tworzenia się naprężeń wewnątrz odlewu

Skurcz to zjawisko zmniejszania się objętości odlewu w czasie krystalizacji i chłodzenia się odlewu. Zjawisko to wymusza projektowanie form odlewniczych większych od założonych finalnych wymiarów o ustalaną na podstawie wymiarów oraz materiału wielkość. Wyróżniamy:

- skurcz odlewniczy liniowy – jest to zjawisko występujące w czasie krzepnięcia elementu o jednym wymiarze wyraźnie większym od dwóch pozostałych (np. pręt). Charakteryzuje się on zmniejszeniem się wymiarów odlewu względem formy.

- skurcz odlewniczy objętościowy – to zjawisko, w czasie którego odlew - w miarę stygnięcia – zmniejsza swoją objętość. Skurcz objętościowy jest najbardziej widoczny w przypadku odlewania elementów o kształcie zbliżonym do prostopadłościanów.

- skurcz hamowany – skurcz związany z tarciem odlewu o formę w trakcie krystalizacji i stygnięcia. Skurcz ten występuje, gdy odlew zmniejszając swoje wymiary trze o materiał formy.

Lejność – zdolność metali i stopów w stanie ciekłym do wypełniania formy odlewniczej przy jednoczesnym dokładnym odwzorowaniu kształtu formy na odlewie.

Lejność zależy od:

- natury metalu (skład chemiczny, zakres temperatury krzepnięcia,

ciepła właściwe, pojemność cieplna, napięcie powierzchniowe, rodzaj wtrąceń

niemetalicznych),

- formy odlewniczej (ukształtowanie wnęki formy, własności materiału formy, jakość powierzchni formy itp.),

- warunków odlewania (temperatura odlewania, stopień przegrzania, szybkość i czas zalewania formy).

Skłonność do tworzenia naprężeń – naprężenia powstające podczas stygnięcia odlewów zależą głównie od kształtu wykonywanego odlewu oraz - w mniejszym stopniu – od właściwości technologicznych użytego przy odlewaniu procesu technologicznego. Rozróżniamy trzy rodzaje naprężeń, każdemu rodzajowi przypisany jest inny powód powstania tego naprężenia.

- cieplne – powstałe w wyniku nierównomiernego stygnięcia różnych części odlewu

- fazowe – powstałe w wyniku różnej objętości w czasie przemian alotropowych

- skurczowe – powstałe w wyniku oporu formy i rdzenia oddziałującego na odlew.

Skłonność do tworzenia jam skurczowych – to skłonność metalu do tworzenia się w nim pustych przestrzeni w czasie zalewania formy i stygnięcia. Jama skurczowa po utworzeniu się nie zmienia swojej objętości przez skurcz w czasie chłodzenia, dlatego negatywnie wpływa na właściwości mechaniczne odlewu (powstawanie naprężeń oraz osłabienie konstrukcji odlewu).

Segregacja – zjawisko określające koncentrację dodatków stopowych w miejscu odlewu. Niejednorodność składu chemicznego w objętości odlewu powoduje różne właściwości mechaniczne i technologiczne w różnych miejscach tego samego odlewu, dlatego jest efektem wysoce niepożądanym. Segregacja osłabia przekrój i może być przyczyną uszkodzeń w trakcie eksploatacji.

II Przebieg ćwiczenia

W trakcie zajęć przygotowywaliśmy formy z mas formierskich do badania skurczu liniowego odlewu oraz jego lejności. Użytym stopem był stop drukarski (stop ołowiu, cyny i antymonu), który charakteryzował się temperaturą topnienia wynoszącą około 300°C i temperaturą krystalizacji równą około 246°C.

III Wyniki

Lejność – określona w próbie spiralnej wyniosła 350 mm.

Skurcz liniowy – długość formy była równa 500mm, natomiast długość odlewu – 496mm. Zatem skurcz wyniósł 0,8%.