Влияние анизотропии на механические свойства. Влияние скорости затвердевания и температуры заливки на механические свойства стальных отливок

Анизотропия – неодинаковость свойств среды (упругости, теплопроводности) по различным направлениям внутри этой среды.

Стальное литье не отличается существенной анизотропией (анизотропия – неодинаковость свойств среды: упругости, электропроводности, теплопроводности и др. по различным направлениям внутри этой среды).

Пластическая деформация слитков приводит к заметному повышению механических свойств в направлении расположения волокон, не оказывая какого-либо влияния на механические свойства образцов, вырезанных в поперечном направлении отливки.

Анизотропия сильно сказывается на ударной вязкости, относительном удлинении и поперечном сужении. Предел прочности и предел текучести при испытаниях продольных и поперечных образцов одинаковы. Существенная разница в свойствах наблюдается также у образцов, отобранных с поверхности и из сердцевины слитка. Наиболее высокими механическими свойствами обладают поверхностные слои слитка, которые характеризуются большей однородностью.

Одним из наиболее важных технологических факторов является скорость затвердевания, которая зависит от теплопроводности материала формы. При увеличении скорости затвердевания значительно улучшаются механические свойства отливок – предел прочности при растяжении, относительное сужение и ударная вязкость. Особенно резко с замедлением затвердевания падает пластичность. При чем, чем меньше в стали неметаллических включений, тем меньше сказывается замедление охлаждения на снижении свойств отливок. Повышение прочностных и пластических характеристик при увеличении скорости затвердевания объясняется измельчение структуры металла и снижением пористости.

Первичная структура стальных отливок, определяется также температурой заливки. Снижение температуры заливки способствует переходу структуры из дендритной в глобулярную, что особенно сказывается на пластических характеристиках. При дендритной структуре относительное сужение образцов из легированной стали на 20% больше, а относительное удлинение образцов углеродистой стали на 50% больше, чем при глобулярной структуре.