Усадка отливок

Усадка отливок

Усадкой называют сокращение размеров отливки при остывании.

Линейная усадка (%) равна

Линейная усадка

где L — размер отливки при температуре tc затвердевания металла (точка солидуса); L0 — размер после остывания до цеховой температуры t0; α — среднее значение коэффициента линейного расширения металла в интервале температур tc–t0.

Коэффициент линейного расширения имеет характерную для каждого металла величину, несколько уменьшается с понижением температуры и скачкообразно изменяется при фазовых превращениях в процессе остывания (увеличение объема при перлитизации сталей, перлитизации и графитизации серых чугунов в интервале эвтектоидного превращения 720—730°С).

Объемная усадка характеризует изменение (%) объема отливки при остывании. На основании предыдущего выражения

Объемная усадка

т. е. объемная усадка приблизительно в 3 раза больше линейной.

Усадка является одним из основных показателей литейных качеств материала и наряду с другими свойствами (жидкотекучесть, теплоемкость, теплопроводность, окисляемость, склонность к образованию ликватов) определяет пригодность металла к литью.

Чем меньше усадка, тем больше точность размеров отливки и тем меньше опасность появления усадочных напряжений, раковин, трещин и коробления отливки.

Линейная усадка основных литейных сплавов имеет следующие значения:

Чугуны фосфористые — 0,7—0,8
Чугуны серые — 1—1,2
Чугуны высокопрочные — 1,5—1,8
Стали углеродистые — 1,8—2
Стали легированные — 1,8—2,5
Бронзы фосфористые — 0,6—0,8
Бронзы оловянные — 1,3—1,6
Бронзы алюминиевые— 2—2,2
Алюминиево-медные сплавы — 1,4—1,5
Алюминиево-магниевые сплавы — 1,2—1,3
Алюминиево-кремниевые сплавы  1—1,2
Магниевые сплавы — 1,5—1,7

Приведенные показатели относятся к случаю свободной усадки; их определяют на образцах, отлитых в открытые горизонтальные формы. Фактическая усадка зависит от сопротивления, оказываемого внутренними частями формы сокращению размеров отливки (стесненная усадка). При жестких стержнях усадка может уменьшиться на 30—50% по сравнению со свободной усадкой, но при этом в стенках отливки возникают повышенные усадочные напряжения.

Усадку учитывают корректировкой размеров формы, пользуясь при изготовлении моделей и стержневых ящиков усадочными метрами с размерами, увеличенными по сравнению с нормальными на величину усадки.