Contracția metalelor (aliajelor) este o scădere a volumului și dimensiunilor liniare ale pieselor turnate în procesul de formare a acestora, precum și răcirea de la temperatura de turnare la temperatura ambiantă.
Contracția este unul dintre principalii indicatori care caracterizează proprietățile de turnare ale metalelor (aliajelor), deoarece este cauza formării cavităților de contracție, a porozității, a apariției tensiunilor interne etc. Este luată în considerare la dezvoltarea proceselor de turnare și turnare. echipamente. Caracteristicile numerice relative ale modificării dimensiunilor produselor metalice în timpul cristalizării și răcirii se numesc coeficienți de contracție . Contracția metalelor în stare lichidă este de obicei caracterizată de unități de volum, în timp ce în stare solidă este liniară.
Contracție liniară - diferența dintre dimensiunile modelului și turnarea obținută conform acestui model (când se folosesc forme de turnare de unică folosință ) sau diferența dintre dimensiunile cavității de lucru într-o matriță de turnare reutilizabilă și turnarea obținută în această formă. Contracția liniară este măsurată ca fracțiuni sau procente din dimensiunile specificate ale turnării în comparație cu dimensiunile modelului sau cavității matriței.
Principalul motiv pentru contracția liniară este contracția termică a turnării atunci când este răcită la temperatura camerei. Contracția liniară începe la o temperatură situată deasupra liniei de solidus , când s-a format deja o cantitate suficientă de fază solidă pentru a forma cadrul turnării. Această temperatură se numește temperatură de început de contracție liniară. Reducerea suplimentară a dimensiunii în timpul răcirii turnării este determinată de coeficientul de temperatură al expansiunii liniare, care este de obicei o treime din coeficientul de temperatură al expansiunii volumetrice .
Creșterea contracției liniare este asociată cu solicitările termice care apar în timpul răcirii. Valoarea contracției liniare a aliajelor variază de la 2 ... 2,5% ( oțeluri , aliaje de titan) la 1,0% ( fonte cenușii ). Contracția liniară a aliajelor de metale neferoase pe bază de aluminiu , cupru , magneziu , zinc este în intervalul 0,8 ... 1,8%.
În turnări, de obicei există o contracție liniară (sau turnătorie) dificilă - aceasta este o astfel de contracție a metalului în care forma nu este păstrată, iar metalul turnat se micșorează în anumite locuri în conformitate cu coeficientul de dilatare. Valoarea contracției împiedicate este mai mică decât valoarea contracției liniare libere, datorită apariției deformațiilor plastice cauzate de solicitările interne rezultate în urma contracției.
Contracția volumetrică (cubică) este o scădere a volumului unui metal sau aliaj la trecerea de la o stare lichidă la o stare solidă, precum și din cauza contracției termice la răcire la temperatura de debut a contracției liniare. Contracția volumetrică se manifestă în piese turnate sub formă de cavități de contracție și/sau porozități de contracție.
Valoarea contracției volumetrice este în medie de până la 5 ... 7% din volumul turnării, în timp ce contribuția principală la această valoare o are scăderea volumului aliajului în timpul cristalizării. În unele cazuri, în metal în timpul cristalizării, nu există o scădere, ci o creștere a volumului, adică în loc de contracție, se observă „creștere”, care este însoțită de deplasarea topiturii la suprafață. Din acest motiv, piesele turnate din aliaje de aluminiu cu un continut mare (> 20%) de siliciu (element care cristalizeaza odata cu cresterea volumului) prezinta o contractie volumetrica foarte mica. În turnările din fontă cenușie, nu se observă practic nici cavități de contracție, nici porozitate de contracție, deoarece în timpul cristalizării fontelor cenușii, grafitul compensează scăderea volumului în timpul cristalizării matricei metalice ( austenită ).
Scăderea generală a volumului aliajului în timpul contracției turnării determină apariția unor tensiuni interne, contracție externă, formarea de cavități de contracție și porozitate.
Dezvoltarea defectelor de contracție și distribuția lor în turnare depind de efectul complex al factorilor care determină proprietățile de contracție ale aliajelor, precum și de condițiile termice și cinetice de formare a turnării. Tendința fontelor și a oțelurilor de a forma defecte de contracție (cavități și porozitate) este determinată pe probe tehnologice - piese turnate mici sub formă de trunchi de con sau bilă. Configurația și dimensiunile eșantionului nu sunt reglementate de standarde.