Классификация дефектов

Согласно с ГОСТ 15467-79, дефект – это несоответствие заготовки или отливки выдвигаемым к ним требованиям. Если у изделия присутствует одно или несколько несоответствий, то оно считается дефектным. Соответственно, определенный показатель качества, по которому тестировалась деталь, превысил действующие нормативные значения. Это не означает, что ее нельзя использовать: вероятно, ситуацию можно исправить различными методами или последующей обработкой изделия.

Рассмотрим, какая классификация видов дефектов принята согласно действующему ГОСТ. Но для начала разберемся, в какие группы может попасть изделие, имеющее несоответствие заданным параметрам:

1. Годные. Сюда относят отливки, которые попадают под действующие стандарты и технические требования.
2. Условно годные. В них имеются несущественные отклонения, которые не влияют на функциональность или эксплуатационные показатели.
3. Исправимый брак. Данные изделия могут иметь один или несколько недостатков, которые можно устранить различными способами. После этого деталь может использоваться по назначению.
4. Окончательный брак. Имеющиеся недостатки нельзя исправить, или это просто экономически невыгодно. Как правило, в эту категорию попадают заготовки, у которых есть неустранимые деформации.

Отнести отливку к той или иной категории может как работник цеха, так и сотрудник отдела техконтроля. Способы устранения недостатков выбирают индивидуально, исходя из состояния литья.

Виды дефектов

Существует несколько вариантов классификации дефектов отливок:

1. Явные. Недостатки видны визуально при осмотре заготовки. Также к явным дефектам относятся и те, которые обнаруживаются инструментальными средствами, при условии, что процедура прописана в нормативной документации.
2. Скрытые. Подобные несоответствия не видны невооруженным глазом и не выявляются при помощи соответствующей аппаратуры. Их могут определить при последующей обработке изделия, во время эксплуатации или при проведении дефектоскопии.

ГОСТ 19200-80 гласит, что существует пять видов классификации дефектов детали: по несоответствию геометрии, по дефектам на поверхности, по несплошности в теле, наличиям включений и несоответствию структуре. Разберем их более подробно.

Геометрические несоответствия

В данную группу входят 13 типов дефектов отливок. К ним относятся:

1. Недолив. Возникает по причине малого количества поступившего в форму жидкого металла.
2. Незалив. Его причиной обычно становится повреждение литниковой системы или износ модельной оснастки. Также возникает из-за нарушения технологии заливки расплавленного металла.
3. Неслитина. Представляет собой щель или сквозное отверстие, которое образуется в стенках детали. Причиной обычно становится то, что встречные потоки расплава, подаваемые через литник, не смогли слиться в единое целое. Часто возникает при работе с металлами, которые отличаются большим интервалом кристаллизации, а также при создании тонких стенок детали. Обычно неслитина обнаруживается визуальным путем. Она может появиться и из-за того, что форма заполняется расплавом медленно или его температура не соответствует нормативной.
4. Обжим. Его причиной становится нарушение формы при транспортировке, сборке, заливке и пр. Напоминает прилив или утолщение.
5. Подутость. Образуется из-за того, что форма была недостаточно плотной и не смогла выдержать массу металла. Часто образуется в стали и чугуне.
6. Перекос классический или стержневой. В этих случаях происходит смещение частей формы или отверстий из-за перекоса. Обычно причиной становится неполадка оснастки.
7. Разностенность. Толщина стенок у заготовки разная. Это обнаруживается визуально. Основные причины – плохо собранная форма, наличие повреждений в оснастке.
8. Залив стержневой. Проектное отверстие или полость заполняется металлом. Происходит это по причине повреждения или обрушения стержня.
9. Коробление. Образуется так называемая линза, которая может быть выпуклой или вогнутой. Характерна для изделий с плоской, ровной поверхностью. Обычно возникает из-за напряжений, действующих при остывании.
10. Вылом. Образуется при удалении стержня или литниковой системы, а также при неправильном хранении, транспортировке или очистке изделия.
11. Зарез. В этом случае контур детали искажается при зачистке, обрубке или удалении литника.
12. Уход металла. В детали возникает пустота, покрытая тонкой коркой. Остальной металл уходит в форму или вытекает из нее.
13. Прорыв. Форма отливки искажается, она может быть выполнена не полностью.

Большинство этих дефектов можно исправить, кроме потери формы.

Поверхностные несоответствия

Обычно они возникают из-за того, что при контакте раскаленного металла и формы происходят различные сложные физико-химические процессы. Рассмотрим их более тщательно:

1. Пригар. На поверхности образуется плотный, плохо отделяемый слой. Он обычно появляется при работе с тугоплавкими металлами при заливке их в песчаные формы.
2. Окислы. На поверхности из-за длительной термообработки появляется тонкий слой окисления.
3. Шероховатость. Обычно образуется из-за того, что при контакте металла и формы выделяются пузырьки газа.
4. Спай. На поверхности образуются характерные углубления округлой формы. Это происходит из-за того, что порции металла, подаваемые через литники в форму, соединяются не полностью. Это может происходить из-за низкой температуры расплава или по причине нарушения техпроцесса.
5. Плена. Сверху на детали образуется отдельный слой окислов или металла. Это происходит из-за того, что заливка проводилась неравномерно.
6. Складчатость. На заготовке появляются волны. Обычно такая ситуация возникает при тепловой деформации поверхностного слоя или при плохой текучести расплава.
7. Ужимина. Это небольшое углубление, края которого заполняются формовочной смесью. Причиной становится окисление формы при резком воздействии расплава.
8. Вскип. На определенной части детали видны скопления многочисленных наростов и раковин. Причем они могут быть как на поверхности, так и внутри заготовки. Причиной становится высокий уровень парообразования при увлажнении частей формы или стержня.
9. Засор. На поверхности изделия остаются вкрапления формовочного материала из-за плохой трамбовки или по другим причинам.
10. Нарост. Обычно появляется в случае, если форма была частично повреждена. Зачастую нарост можно просто срезать или сточить.
11. Просечки. Это небольшие полосочки металла, которые возникают тогда, когда в форме есть трещины.

Это лишь часть поверхностных дефектов. Существуют и другие: грубая поверхность, заливы и пр.

Наличие несплошности

Рассматривая классификацию дефектов по ГОСТ, надо обязательно упомянуть несплошности, которые иногда возникают в теле изготавливаемой детали. К ним относят:

1. Горячую трещину. Она проявляется в виде щели, имеющей ломаную форму, поскольку дефект возникает по границам кристаллов. В большинстве случаев он образуется в отливках из-за плохой усадки при затвердевании сплава.
2. Холодную трещину. Это разрыв, возникший на затвердевшей поверхности. Обычно он имеет прямую форму. Образуется из-за высоких внутренних напряжений.
3. Раковину усадочную. Представляет собой полость с грубой или окисленной поверхностью. Возникает из-за плохо продуманной или недостаточной литниковой системы.
4. Раковину газовую. Обычно похожа на сферу с гладкой поверхностью. Возникает по причине образования газов, выделяющихся при контакте с формовочной смесью раскаленного металла.
5. Раковину ситовидную. Похожа на пористость в виде тонких, длинных раковин, которые обычно расположены под поверхностью заготовки. Причиной является водород, который присутствует в застывающем расплаве.
6. Пористость усадочную. На поверхности заготовки образуются многочисленные поры. Они возникают из-за того, что произошла усадка металла или питание было плохо организовано. Если заготовка делается из чугуна, то может возникнуть так называемая графитовая пористость.
7. Утяжину. Механический дефект, который представляет собой небольшое углубление на поверхности. Причина – плохое питание литейной формы.
8. Наличие песчаной раковины. Образуется из-за неправильной формовки или недостаточной прочности формы. Также может возникнуть шлаковая раковина.

Это далеко не полная классификация дефектов металлов и отливок из них. Более подробную информацию можно получить в ГОСТах.

Наличие включений

Последней группой являются включения, представляющие собой металлические или неметаллические частички, которые попали в деталь. В эту группу попадают:

1. Корольки. Так называют шарообразные кусочки металла, которые являются брызгами, попавшими в форму при неправильной заливке. Они не сплавляются с основной плоскостью.
2. Металлические включения. Образуются из-за плохого перемешивания состава и низкой гомогенизации смеси.
3. Неметаллические включения. Возникают из-за повреждения формы, при химических процессах во время плавки и контакта с формовочной смесью.

В большинстве случаев они возникают из-за нарушений техпроцесса.

Структурные несоответствия

Обычно образуются при наличии массивных частей или тонких стенок. К ним относятся:

1. Отбел. Возникает при работе с серым чугуном из-за того, что в структуре присутствует свободный цементит. Чаще всего его видно на тонких сечениях. Образуется в составах неправильной конфигурации по химическим свойствам.
2. Ликвация. Распространенное явление, которое связано с обогащением определенной зоны детали примесями или компонентами расплава. Возникает при усадочных процессах из-за избирательной кристаллизации.
3. Флокен. Тело отливки разрывается из-за того, что в ней присутствует много водорода, а также возникают внутренние напряжения.

В большинстве случаев все вышеперечисленные дефекты возникают по причине несоблюдения технологии, при усадке и из-за наличия ошибок при создании или проектировании форм.