60. Концентрированная усадочная раковина и рассеянная усадочная пористость.

Под усадочными процессами понимают совокупность яв­лений сокращения размеров и объема металла, залитого в форму, при его затвердевании и охлаждении. Усадочные процессы вызывают появление в s отливках различных дефектов, к которым относятся: усадочные пустоты (усадочные раковины, усадочная пористость), усадочные деформации (линейная усадка, коробление), трещины, остаточные напряжения

Усадочной раковиной называют группу концентрированных пус­тот (или одну пустоту), образующихся в результате усадки сплава.

Образование усадочной раковины у отливки происходит в четыре стадии (рис. 5.1). На первой стадии (рис. 5.1, а) полость формы запол­нена расплавом, залитым при температуре ликвидуса, так что расплав начинает затвердевать сразу же после контакта с формой, а затем за­твердевает постепенно. На второй стадии (рис. 5.1, б) затвердевает кор­ка - получается своего рода закрытый сосуд, внутри которого заключен расплав. По мере охлаждения происходит усадка расплава и затвердев­шей корки, а также имеет место уменьшение объема при изменении аг­регатного состояния (на плоскости кристаллизации). Усадка расплава и уменьшение объема при переходе из жидкого состояния в твердое пре­вышают усадку корки (то есть уменьшение сечения в свету). Поэтому в определенный момент расплав отделяется под действием силы тяжести от верха затвердевшей корки и опускается (рис. 5.1, в). Над расплавном остается полость - закрытая усадочная раковина (рис. 5.1, г). В образовавшейся раковине в отливках из дегазированных сплавов создается разрежение, вследствие чего верхняя тонкая корка может прогнуться внутрь раковины (пунктирные линии на рис 5.1, в, г). Таким образом, усадочная раковина состоит из наружной (впадины) и внутренней частей.

В зависимости от массы и слоистости отливки, типа сплава и ли­тейной формы, характера кристаллизации отливки, усадка может прояв­ляться не в виде концентрированной раковины, а в виде множества мел­ких пустот, называемых усадочной пористостью.

Формирование пор происходит на микроструктурном уровне и связано с фильтрацией жидкого металла между твердыми кристаллами в области затвердевания. Усадочная пористость делится на следующие виды: рассеянную, распределенную более или менее равномерно по всему объему отливки; зональную, сосредоточенную в определенных зонах или частях отливки (в осевых частях плоских и призматических отливок, в утолще­ниях и сопряжениях стенок, в зональных местных разогревах при под­воде литников).

Каждая пара возникает в результате усадки микроскопического объема жидкого металла, обособленного от зоны локальных перемеще­ний в результате неравномерного роста дендритов. Чем мельче дендриты, тем мельче образующиеся поры.

Если при кристаллизации из 'металла не выделяются газы, то уса­дочная пора формируется в условиях вакуума. Если же металл содержит значительное количество растворенных газов, то их атомы проникают в усадочные поры, повышая в них давление. Реальная пористость всегда имеет смешанный газоусадочный характер.