Тема 1.4. Трещины, их виды и меры по предотвращению.

Трещины, как и раковины являются несплошностями в теле отливок.

Причинами образования трещин являются чрезмерные напряжения, возникающие в отливках вследствие механического или теплового торможения усадки, превышающие прочность металла при данном его состоянии.

Горячие трещины образуются в области пластических деформаций металла, холодные – появляются тогда, когда металл переходит в область упругих деформаций.

Горячие трещины представляют собой сквозные или несквозные разрывы в теле отливки, расположенные по границам кристаллов, имеющие неровную окисленную поверхность. Наиболее характерной формой горячих трещин является короткая извилистая трещина «зияющего» вида, расположенная в толстых частях отливки, или в частях, затвердевающих последними. Образование горячих трещин будет происходить тем легче, чем меньше теплопроводность металла и больше разность температур между отдельными частями отливки, чем больше механическое торможение усадки, меньше сопротивление и пластичность металла при высоких температурах.

Причины появления:

- отсутствие плавных переходов от массивных к тонким частям и галтелей в местах переходов;

- отсутствие усадочных ребер в углах и в местах разогрева формы жидким металлом (возле питателей);

- недостаточное число холодильников в массивных частях отливки, в местах переходов и в узлах, что приводит к неодинаковой усадке отдельных частей отливки при охлаждении;

- торможение усадки выступающими частями формы и стержнями со слишком грубыми и неправильно поставленными каркасами;

- несвоевременное раскрепление формы после заливки (особенно прибылей, выступающих частей, литниковых систем);

- ранняя выбивка отливок из форм;

- слишком прочные неподатливые формовочные и стержневые смеси;

- несоответствие химического состава металла как по вредным примесям, так и по элементам, способствующим увеличению усадки;

- заливка нераскисленным металлом.

Устранение причин, вызывающих образование горячих трещин, сводится к конструктивным изменением отливок и созданию форм и стержней, обеспечивающих нормальную податливость в период затвердевания. Податливость средних и крупных стержней обеспечивается образованием полости, т.е. применением оболочковых стержней. Стенка оболочкового стержня при жидкостекольных крепителях должна быть прогрета до 600-700⁰С.

Холодные трещины представляют собой сквозные или несквозные разрывы в теле отливки с зернистым изломом и чистой (неокисленной) поверхностью.

Причины появления холодных трещин в основном те же, что и в горячих, но кроме них есть и другие, присущие только холодным трещинам:

- термическое торможение усадки при разном остывании и сокращении массивных и тонких частей отливки в области возникновения упругих деформаций;

- механическое торможение стержнями и выступающими частями форм при усадки отливки;

- массивные прибыли, неподатливость затвердевшей литниковой системы;

- недостаточная продолжительность выдержки отливки в форме;

- низкая теплопроводность материала отливки.

О причинах появления холодных трещин можно судить по их наружному виду:

- если края трещины расходятся, растянуты (зияющая трещина), то при расположении ее на толстой части отливки она вызвана термическими напряжениями, т.е. неравномерным остыванием толстых и тонких частей отливок;

- если такая же зияющая трещина расположена на тонкой части, то она вызвана механическим торможением усадки;

- плотно сжатая трещина с зазубренными краями, расположенная на толстой части указывает на механическое торможение усадки;

- такая же трещина на тонкой части – вызвана термическим торможением усадки;

- трещина с чистой поверхностью излома острыми, как у треснувшего стекла кромками, образуется под действием ударов при обработке, транспортировке или эксплуатации отливки.

И горячих и холодных трещин можно избежать при строгом соблюдении технологии литья.

Высокие остаточные напряжения литых деталей можно снизить термообработкой и обработкой в дробеметной камере или камере электрогидроочистки.

Литейные напряжения в поверхностных слоях очищенных отливок измеряют приборами магнитной анизотропии.