Требования к литейным сплавам

Любой сплав можно расплавить и залить в литейную форму, но при этом велика вероятность возникновения множества дефектов, вследствие которых отливка по существу становится непригодной для использования. Поэтому к литейным сплавам предъявляют ряд требований. Требования к каждому литейному сплаву специфичны, однако существует и ряд общих требований:

- состав сплава должен обеспечивать получение заданных свойств отливки (физических, химических, физико-химических, механических и другие);

- сплав должен обладать хорошими литейными свойствами: высокой жидкотекучестью, несклонностью к насыщению газами и к образованию неметаллических включений, малой и стабильной усадкой при затвердевании и охлаждении, несклонностью к ликвации и образованию внутренних напряжений в трещин в отливках;

- состав, свойства и структура сплава как в исходном состоянии, так и в готовой литой детали должны быть постоянными и не изменяться в процессе ее эксплуатации;

- сплав должен быть по возможности простым по составу, легко приготовляться, не содержать токсичных компонентов, не выделять при плавке и заливке сильно загрязняющих окружающую среду продуктов;

- потери сплава при его приготовлении и в процессе литья должны быть минимальными;

- сплав должен быть технологичным не только в изготовлении отливок, но и на всех последующих операциях получения готовых деталей (при обработке резанием, сварке, пайке, термической, гальванической и других видах окончательной обработки);

- сплав должен быть экономичным: содержать по возможности меньшее количество дорогостоящих компонентов (быть экономно легированным), иметь минимальные потери при переработке его отходов (литников, брака).

Выполнить все перечисленные требования в большинстве случаев практически невозможно, поэтому для решения определенных технических задач используют сплавы, свойства которых отвечают какому-нибудь одному (основному) требованию, а остальные требования приобретают подчиненное ему значение. Так, для изготовления рабочих лопаток газотурбинного авиационного двигателя применяют сплавы на никелевой основе, обладающие хорошей прочностью при высоких температурах (800-1200 °С), т.е. жаропрочные. Однако эти сплавы не отвечают многим другим требованиям: они плохо обрабатываются резанием, образуют оксидные плены, что вызывает необходимость ведения плавки и заливке форм в вакууме, имеют сложный состав (содержат до 10 легирующих компонентов), весьма дороги.

При выборе существующих или при создании новых литейных сплавов наряду с эксплуатационными свойствами большое значение приобретают литейные, обеспечивающие возможность получения качественных отливок при минимальных затратах труда, материальных средств, энергии, металла и вспомогательных материалов.