Các khuyết tật của vật đúc

Một phần của tài liệu Giáo trình khoa học vật liệu chương 1 (Trang 46 - 47)

Các khuyết tật khi đúc làm xấu rất nhiều chất l!ợng vật đúc. Có các dạng

Rỗ co và lõm co

Chúng đều có nguyên nhân là do thể tí ch kim loại khi kết tinh bị co lại nh!ng hình thức thể hiện thì khác nhau.

Các lỗ hổng nhỏ nằm giữa nhánh cây hay ở biên hạt tạo nên do sự co của kim loại lỏng khi kết tinh đ!ợc phân bố rải rác trên khắp vật đúc đ!ợc gọi là rỗ co.

Rỗ co làm giảm mật độ kim loại, làm xấu cơ tí nh vật đúc, song nếu là thỏi đ!ợc qua gia công áp lực (biến dạng dẻo) ở nhiệt độ cao thì chúng đ!ợc hàn kí n lại nhờ bị bẹp lại và quá trình khuếch tán (do rỗ nằm sâu trong thỏi ch!a bị ôxy hóa) làm liền kí n, vì vậy tr!ờng hợp này ảnh h!ởng không đáng kể đến cơ tí nh.

Phần lỗ hổng ở trên cùng và ở phần dày nhất thỏi đ!ợc gọi là lõm co. Đây là phần kết tinh sau cùng, bản thân kim loại lỏng ở đây đ# bù co cho các phần kết tinh tr!ớc ở phí a d!ới và đến l!ợt nó kết tinh thì không còn đâu kim loại lỏng để bổ xung cho mình nữa, tạo ra lỗ hổng tập trung. Phần khuyết của lõm co phải đ!ợc cắt bỏ triệt để vì thế tỷ lệ thể tí ch sử dụng của thỏi chỉ còn khoảng 85 đến 95%. Trong thực tế khi thiết kế vật đúc ng!ời ta phải để phần lõm co này ở ngoài sản phẩm d!ới dạng đậu ngót.

Đối với mỗi kim loại, hợp kim, l!ợng (tỷ lệ) co khi kết tinh là một giá trị cố định (nh! là hằng số vật lý) nên khi thể tí ch lõm co tăng lên thì tổng thể tí ch rỗ co giảm đi và ng!ợc lại chứ không thể làm mất đ!ợc dạng khuyết tật này vì nó là

bản chất của kim loại.

Cách tốt nhất để làm dạng khuyết tật này nằm ngoài sản phẩm đúc là đúc liên tục. Do phần kim loại kết tinh xong đến đâu đ!ợc kéo ra khỏi khuôn đến đấy, khi kết tinh kim loại bị co đến đâu cũng đ!ợc bổ xung kịp thời đến đấy, nên sản phẩm đúc ra có cấu trúc xí t chặt hơn. Ph!ơng pháp đúc này đem lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao khi đúc ống, thỏi thép nhỏ đem cán.

Rỗ khí

Trong điều kiện nấu chảy thông th!ờng, kim loại lỏng có khả năng hòa tan một l!ợng khí đáng kể, sau khi kết tinh độ hòa tan của khí trong kim loại rắn giảm đi đột ngột, khí thoát ra không kịp, bị mắc kẹt lại tạo nên các túi rỗng nhỏ (th!ờng thấy đ!ợc bằng mắt th!ờng) đ!ợc gọi là rỗ khí hay bọtkhí (rỗ khí cũng có thể do khí , hơi n!ớc từ thành khuôn - cát, t!ơi - bốc lên, tạo nên các bọt th!ờng nằm ở trên hay ngay d!ới bề mặt của vật đúc). So với rỗ co, rỗ khí th!ờng làm giảm mạnh mật độ và cơ tí nh mạnh hơn do có kí ch th!ớc lớn hơn. Khi rỗ khí phân bố ở ngay d!ới lớp vỏ của thỏi thép có thể nguy hiểm hơn do nó dễ bị ôxy hóa nên ngay cả khi bị biến dạng nóng cũng không thể hàn kí n đ!ợc (lớp ôxyt ngăn cản khuếch tán làm liền chỗ bẹp), gây ra tróc vỏ hoặc nứt khi sử dụng. Có thể tránh đ!ợc khuyết tật này bằng cách khử khí tốt tr!ớc khi rót khuôn, sấy khô khuôn cát hoặc đúc trong chân không.

Thiên tí ch (segregation)

Là sự không đồng nhất về thành phần và tổ chức của sản phẩm đúc, xảy ra không những đối với hợp kim (khi thành phần phức tạp) mà cả kim loại do tí ch tụ tạp chất. Sự không đồng nhất đó dẫn đến sự sai khác nhau về tí nh chất giữa các phần, sử dụng kém hiệu quả. Có nhiều dạng thiên tí ch: theo trọng l!ợng, trong bản thân hạt (ch!ơng 3), của P, S trong thép (ch!ơng 5).

Một phần của tài liệu Giáo trình khoa học vật liệu chương 1 (Trang 46 - 47)