» » Свойства жидких металлов и сплавов
22.04.2015

При любом способе получения сплавов важно знать как свойства самого сплава, так и свойства входящих в его состав компонентов и примесей. Последнее особенно необходимо при непосредственном сплавлении компонентов. Это также необходимо для рационального построения общей технологии получения отливок — простой, безопасной, удобной, наиболее дешевой и одновременно позволяющей производить плотные отливки без раковин и пор, обладающие наиболее высокими свойствами. Чтобы создать подобную технологию, необходимо в первую очередь знать такие свойства металлов, как температура плавления, плотность, теплота плавления, теплоемкость и теплопроводность, электропроводность, термическое расширение, давление пара, взаимодействие с газами и огнеупорными материалами и др.
Температура плавления металла предопределяет способ его плавки. В зависимости от этого свойства приходится выбирать вид или источник энергии, материал плавильной емкости и материал литейной формы.
Плотность жидких металлов и сплавов определяет количество расплава, которое заполняет литейную форму. По размерам литейной формы рассчитывают потребную массу расплава. Это дает возможность вычислить необходимую производительность плавильных агрегатов. Знание плотности расплава позволяет предвидеть выведение различных добавок, вводимых в сплав по ходу плавки. Если плотность расплава меньше плотности добавки, то добавка будет погружаться в расплав. Это обеспечивает надежное ее растворение. Если добавка легче расплава, то она будет плавать на его поверхности и может окисляться и ошлаковываться. В итоге в расплаве окажется значительно меньше данного компонента, чем было предусмотрено расчетом.
Очень велико значение уменьшения объема металла при кристаллизации. Эта характеристика необходима для расчета так называемых прибылей на отливках.
Знание и умение управлять величиной поверхностной энергии жидких металлов позволяет влиять на заполнение тонких каналов в литейной форме, улучшать чистоту поверхности отливок, особенно из тугоплавких металлов, обеспечивать надежную очистку расплавов от инородных частиц посредством их смачивания шлаками и флюсами.
Вязкость металлического расплава непосредственно влияет на время опорожнения плавильной емкости и время заполнения литейной формы. Заметное увеличение вязкости расплава при неизменной температуре теоретически невозможно. Поэтому появление подобных признаков свидетельствует прежде всего о загрязнении расплава мелкими инородными частицами в результате неудачного раскисления или неумелого рафинирования расплава.
Электрическое сопротивление металла, его изменение от вводимых добавок и от нагрева или охлаждения обусловливают работу электрических дуговых и индукционных печей.
Теплоемкость твердого и жидкого металла, его теплоту плавления необходимо знать для расчета количества энергии, потребной для получения расплава с заданной температурой. Теплоту образования сплавов приходится учитывать при введении некоторых компонентов в сплав, чтобы не допустить нежелательный перегрев или захолаживание расплава.
Все перечисленные тепловые свойства необходимы также для расчетов, связанных с процессом затвердевания отливок.