Склонность к образованию трещин (виды трещин)

При охлаждении металлов и сплавов возникают термические и механические воздействия, приводящие к возникновению напряжений, которые приводят к нарушению сплошности отливок в виде щелевидных разрывов (трещин). По времени появления трещины можно разделить на горячие и холодные. Холодные трещины — это трещины, возникающие в материале при низких температурах, на вид блестящие. Горячие трещины — это трещины, возникающие при высоких температурах (в интервале температур затвердевания). Располагаются они по границам кристаллов, имеют неровную окисленную поверхность (так как при температурах их образования идут активно окислительные процессы), на которой иногда видны дендриты.

Трещиноустойчивость — способность сплава противостоять образованию трещин в литых образцах. Изменение трещиноустойчивости сплавов связано с характером кристаллизации, проявлением линейной усадки, прочностью и пластичностью сплава в эффективном интервале кристаллизации. Разрушение затвердевающего образца происходит в тех случаях, когда начавшаяся линейная усадка вызывает такую пластическую деформацию, которая превосходит пластичность сплава при данных условиях.

Горячеломкость — это возникновение горячих трещин в отливках при охлаждении может быть объяснено существованием двух фаз (кристаллической и жидкой, в виде прослойки между кристаллами твердой фазы) в эффективном интервале кристаллизации, т. е. между линией начала усадки и линией солидус.

Таким образом, горячеломкость — это склонность металлов и сплавов к хрупкому межкристаллитному разрушению при наличии жидкой фазы по границам зерен.

На рис. 6.10 представлен график изменения трещиноустойчивости (и горячеломкости) в зависимости от состава сплава на диаграмме состояния.

Опасность возникновения трещин в отливках из сплава, подверженного этому явлению (т.е. с широким интервалом кристаллизации), зависит от равномерности сечения отливки и технологических режимов литья.

Рис. 6.10. Кривые трещиноустойчивости и горячеломкости сплавов.

t" _л.у — температура начала линейной усадки Заливка в холодную форму таких сплавов способствует появлению большого температурного градиента между лицевой поверхностью отливки и ее центром. В таких условиях и при затрудненной усадке чаще всего возникают горячие трещины в отливках.

Отсутствие горячих трещин в отливках из чистых металлов, эвтектик и сплавов с узким интервалом кристаллизации может быть объяснено тем, что затвердевание проходит одновременно по всему объему, без образования закристаллизовавшегося остова, прослойка жидкости отсутствует, дендриты не отделяются один от другого и не нарушается сплошность наружной поверхности отливок.