Усадочные раковины и пористость

Коротко

Усадочная раковина и микропористость имеют общий источник — дефицит жидкого металла, но различаются масштабом и распределением.

Сравнение

Таблицу можно прокручивать по горизонтали →

Почему прибыль может не спасти

Прибыль может оставаться жидкой, но дендритный каркас между ней и дефектом уже станет малопроницаемым. Тогда давление питания не передаётся.

Числовой пример

Если зона 100 см³ испытывает условную объёмную усадку 3%, требуется около 3 см³ компенсации. Если до перекрытия пути пришёл только 1 см³, остаточный дефицит 2 см³ проявится как раковина или пористость. 3% — учебное условие примера.

Диагностика

Таблицу можно прокручивать по горизонтали →

Не путать с газом

Гладкие округлые поры чаще газовые, дендритные неровные — усадочные. Но приёмку нельзя строить только на внешнем виде.

Что означает объёмный баланс

В примере 100 см³ — исходный питаемый объём, а 3% — заданная доля этого объёма, требующая компенсации. Остаток 2 см³ представляет расчётный дефицит, не измеренный объём пор: реальная форма пустоты зависит от усадки оболочки, давления, проницаемости твёрдо-жидкой зоны и газовой составляющей. Процент объёмной усадки не является линейным коэффициентом для модели.

Крупная раковина возникает при сосредоточении дефицита в последнем жидком узле. Микропористость распределяется между дендритами, где поток затруднён. Изменение прибыли может устранить первую и оставить вторую. Поэтому диагноз «не хватает объёма прибыли» требует проверки: есть ли жидкий резерв в нужное время, открыт ли путь и способен ли металл проходить через частично затвердевшую область.

Диагностическая последовательность

Сначала отмечают глубину и положение несплошностей относительно толщин, шейки и стержней. Затем сопоставляют несколько сечений: одиночный разрез легко пропускает распределённую пористость. Дендритиная поверхность поддерживает гипотезу усадки, округлая — газового участия, однако поверхностное натяжение, смешанный механизм и разрешение метода меняют картину. Вид поры не заменяет данные о плавке, форме и питании.

Рентген показывает проекцию, КТ помогает восстановить распределение, металлография раскрывает связь пустот с микроструктурой. Возможность обнаружения зависит от толщины, ориентации, размера пор и разрешения. УЗК требует подходящей структуры и методики настройки; отсутствие индикации нельзя автоматически считать отсутствием микропористости. Метод и допустимые несплошности назначают по требованиям к детали.

Корректирующее действие выбирают по механизму: открывают путь питания, меняют расположение прибыли, устраняют изолированный горячий узел либо контролируют газовый источник. Повышение температуры способно увеличить длительность жидкого состояния, но одновременно меняет время затвердевания и взаимодействие с формой. Для критичной герметичной детали проверяют также испытанием на герметичность: геометрия связанных пор влияет на течь сильнее, чем один суммарный процент.

Первичные источники

• R. Tavakoli: On the prediction of shrinkage defects by thermal criterion functions — Оригинальное исследование ограничений тепловых критериев: порог зависит от масштаба и геометрии.
• Foseco: Feeder sleeves and riser — Производитель подтверждает назначение изолирующих и экзотермических оболочек.