Классификация дефектов отливок

Создание современной классификации дефектов является важнейшей частью работ по профилактике брака отливок. Понятие «годная отливка» постоянно изменяется (происходит ужесточение требований по размерам, качеству поверхности и структуры, эксплуатационным характеристикам и другим показателям качества). Однако наличие стандартов, технических условий и другой технической документации, а также обеспечение взаимопонимания специалистов-литейщиков требуют стандартизации соответствующих терминов и классификации дефектов.

В целом все дефекты можно разделить на явные и скрытые. Явные дефекты обнаруживаются при внешнем осмотре или с помощью инструментальных средств, методик, указанных в нормативных документах. Например, если техническими условиями предусмотрено применение рентгеновской дефектоскопии, то обнаруживаемые внутренние дефекты будут явными. Скрытые дефекты не могут быть обнаружены визуально или с помощью предусмотренных техническими условиями средств. Они выявляются или после механической обработки, или в процессе эксплуатации литой детали.

Можно выделить два основания для классификации дефектов отливок: по причинам образования, т. е. по общности физико-химических или других явлений, обусловливающих появление дефекта, и по внешнему виду, форме, размерам и расположению на отливке.

По ГОСТ 19200-80 дефекты делят на пять больших групп: несоответствие по геометрии, дефекты поверхности, несплошности в теле отливки, включения и несоответствие по структуре.

Рассмотрим классификацию дефектов более подробно, выделив при этом стандартизованные термины.

Первая группа дефектов - несоответствие по геометрии.

Недолив - дефект в виде неполного образования отливки вследствие незаполнения полости литейной формы металлом при заливке из-за недостаточного количества жидкого металла, низкой температуры заливки, недостаточной скорости заливки и т. п. (рис. 9.1, а, б).

Неслитина (неспай) - дефект в виде отверстия произвольной формы или сквозной щели в стенке отливки, образовавшийся вследствие неслияния потоков металла пониженной жидкотекучести при заливке (рис. 9.1, в).

Обжим (выдавливание формы) - дефект в виде нарушенной конфигурации отливки, возникающий вследствие деформации формы из-за механических воздействий при ее сборке или во время заливки (рис. 9.1, г).

Подутость (раздутие, распор) - дефект в виде местного утолщения отливки вследствие распирания неравномерно или недостаточно уплотненной песчаной формы заливаемым металлом (рис. 9.1, д).

Перекос (сдвиг) - дефект в виде смещения одной части отливки относительно осей или поверхностей другой части по разъему формы, модели или опок вследствие их неточной установки и фиксации при формовке или сборке формы (рис. 9.1, е).

Стержневой перекос (стержневой сдвиг) - дефект в виде смещения отверстия, полости или части отливки, выполняемых с помощью стержня, вследствие его перекоса или неправильной установки (рис. 9.1, ж).

Разностенность (смещение стержня) - дефект в виде увеличения или уменьшения толщины стенок отливки вследствие смещения, деформации или всплывания стержня (рис. 9.1, з).

Стержневой залив (непроставленный стержень) - дефект в виде залитого металлом отверстия (или полости) в отливке из-за непроставленного в литейной форме стержня или его обрушения (рис. 9.1, и).

Коробление (прогиб) - дефект в виде искажения конфигурации отливки под влиянием напряжений, возникающих при охлаждении, а также в результате неправильно изготовленной модели (рис. 9.1, к).

Незалив (нечеткость контура) - дефект в виде несоответствия конфигурации отливки чертежу вследствие износа модели или недостаточной отделки формы, нарушения режима заливки.

Зарез (заруб) - дефект в виде искажения контура отливки при отрезке литников, обрубке и зачистке.

Вылом (выбоина) - дефект в виде нарушения конфигурации и размера отливки при выбивке, обрубке, отбивке литников и прибылей, очистке и транспортировке (рис. 9.1, л).

Прорыв металла (прорыв формы) - дефект в виде искаженного образования или неправильной формы отливки, возникающий при заливке вследствие недостаточной прочности формы (рис. 9.1 ,м).

Уход металла (подъем формы, стек) - дефект в виде пустоты в теле отливки, ограниченный тонкой коркой затвердевшего металла, образовавшийся вследствие вытекания металла из формы при слабом ее креплении или нагружении.

Ко второй группе относятся дефекты поверхности.

Пригар (металлизация) - дефект в виде трудноотделяемого специфического слоя на поверхности отливки, образовавшегося вследствие физического и химического взаимодействия формовочного материала с металлом и его оксидами (рис. 9.2, а).

Грубая поверхность (неровность поверхности) - дефект в виде шероховатости поверхности с параметрами, превышающими допустимые значения (рис. 9.2, б).

Спай (неспай) - дефект в виде углубления с закругленными краями на поверхности отливки, образованного неполностью слившимися потоками металла с недостаточной температурой или прерванным потоком металла при заливке (рис. 9.2, в).

Складчатость (заворот, наплыв) - дефект в виде незначительных гладких возвышений и углублений на поверхности отливки, возникающих вследствие пониженной жидкотекучести металла (рис. 9.2, г).

Ужимина (рвотина) - дефект, образовавшийся вследствие отслоения формовочной смеси при заливке, в виде углубления с пологими краями, которое заполнено формовочным материалом и прикрыто слоем металла (рис. 9.2, д).

Нарост (размыв, подрыв) - дефект в виде выступа произвольной формы, образовавшегося из загрязненного формовочными материалами металла вследствие местного разрушения литейной формы (рис. 9.2, е).

Засор (намыв) - дефект в виде кусочка формовочного материала, захваченного потоком жидкого металла и внедрившегося в поверхностные слои отливки (рис. 9.2, ж).

Залив (облой, грат) - дефект в виде металлического прилива или выступа, возникающего вследствие проникновения жидкого металла в зазоры по разъемам формы, стержней или по стержневым знакам (рис. 9.2, з).

Плена (заплеск, заворот) - дефект в виде самостоятельного оксидного слоя на поверхности или в объеме отливки, образовавшегося при недостаточно спокойном заполнении формы.

Просечка (заусенец, рубец) - дефект в виде невысоких прожилок на поверхности отливки, возникающих вследствие затекания металла в трещины на поверхности формы или стержня (рис. 9.2, и).

Окисление (пережог, рубашка) - дефект в виде окисленного слоя металла на поверхности отливки, получающегося после отжига отливок из белого чугуна на ковкий чугун.

Поверхностное повреждение (забоина) - дефект в виде искажения поверхности, возникающего при выбивке из формы, очистке или транспортировке отливки.

Газовая шероховатость (пузырчатость) - дефект в виде сферообразных углублений на поверхности отливки, возникающих вследствие роста газовых раковин на поверхности раздела металл-форма.

Третью группу дефектов образуют несплошноcти в теле отливки.

Горячая трещина (усадочная трещина) - дефект в виде разрыва или надрыва тела отливки усадочного происхождения, возникающий в интервале температур затвердевания. Поверхность трещины окисленная и неровная. При вырубке трещина не распространяется в глубь тела отливки (рис. 9.3, а).

Холодная трещина (бой) - дефект в виде разрыва тела затвердевшей отливки вследствие внутренних напряжений или механического воздействия. В вершине трещины сконцентрированы напряжения, поэтому при ударе трещина может распространиться в глубь тела отливки. Прежде чем проводить вырубку под заварку, необходимо перед вершиной трещины засверлить отверстие. Поверхность холодной трещины в отличие от горячей светлая и сравнительно гладкая.

Межкристаллическая трещина - дефект в виде разрыва тела отливки при ее охлаждении в форме по границам первичных зерен аустенита в температурном интервале его распада.

Усадочная раковина (подсадина) - дефект в виде открытой или закрытой полости с грубой шероховатой, иногда окисленной поверхностью, образовавшейся вследствие усадки затвердевающего металла (рис. 9.3, б).

Объемная газовая раковина (пузырь) - дефект в виде полости, образованной выделившимися из металла или внедрившимися в металл газами (рис. 9.3, в).

Ситовидная пористость - дефект в виде удлиненных тонких раковин, ориентированных перпендикулярно к поверхности отливки и вызванных повышенным содержанием водорода в кристаллизующемся слое (рис. 9.3, г).

Усадочная пористость (течь) - дефект в виде мелких пор, образовавшихся вследствие усадки металла во время его затвердевания при недостаточном питании отливки (рис. 9.3, д).

Утяжина (утяжка, подсадина) - дефект в виде углубления с закругленными краями на поверхности отливки, образовавшегося вследствие усадки металла при ее затвердевании (рис. 9.3, ё).

Песчаная раковина - дефект в виде полости, полностью или частично заполненной формовочным материалом (рис. 9.3, ж).

Вскип (кип) - дефект в виде скопления раковин и наростов, возникших вследствие парообразования в местах переувлажнения литейной формы или проникновения газов из стержней в ее полость (рис. 9.3, з).

Поверхностная газовая раковина - дефект в виде расположенных в поверхностных слоях отливки полостей, имеющих форму взрывных камер. Они обнаруживаются после механической обработки и возникают вследствие проникновения выделяющихся из формы газов через затвердевший поверхностный слой расплава

Шлаковая раковина (шлак) - дефект в виде полости, полностью или частично заполненной шлаком.

Залитый шлак (шлак) - дефект в виде частичного заполнения литейной формы шлаком.

Графитовая пористость (течь) - дефект отливок из серого чугуна в виде сосредоточенных или паукообразных выделений графита, вызывающих неплотности металла при испытании гидравлическим или газовым давлением.

Газовая пористость - дефект в виде мелких пор, образовавшихся в отливке в результате выделения газов из металла при его затвердевании.

Рыхлота (подкорковая пористость) - дефект в виде скопления мелких усадочных раковин.

Непровар жеребеек (холодильников) - дефект в виде неплотности соединения металла отливки с поверхностью жеребеек (холодильников) вследствие их загрязнения, несоответствия масс, пониженной температуры заливаемого металла.

Четвертую группу дефектов образуют включения.

Металлическое включение - дефект в виде инородного металлического включения, имеющего поверхность раздела с отливкой (рис. 9.4, а).

Неметаллическое включение (черное пятно) - дефект в виде неметаллической частицы, попавшей в металл механическим путем или образовавшейся вследствие химического взаимодействия компонентов при расплавлении и заливке металла (рис. 9.4, б).

Королек (выпот) - дефект в виде шарика металла, отдельно застывшего и несплавившегося с отливкой, образовавшегося посредством брызг при неправильной заливке (рис. 9.4, в).

Пятая группа дефектов - несоответствие по структуре.

Отбел (твердое место) - дефект в виде твердых, трудно поддающихся механической обработке мест в различных частях отливки из серого чугуна, вызванных скоплением структурно-свободного цементита.

Половинчатость (отсер, первичный графит) - дефект в виде проявления в структуре серого чугуна в отливках из белого чугуна.

Ликвация - дефект в виде местных скоплений химических элементов или соединений в теле отливки, возникших в результате избирательной кристаллизации при затвердевании.

Флокен (белое пятно) - дефект в виде разрыва тела отливки под влиянием растворенного в стали водорода и внутренних напряжений, проходящего полностью или частично через объемы первичного аустенита.