Литейная сталь — специальный сплав для производства отливок. Маркируется такая сталь буквой «Л», которая ставиться на конце обозначения марки стали, например 10Л, 15Л, 20Л, 25Л, 30Л, 35Л и др. Отличительной особенностью литейной стали является хорошая жидкотекучесть и заполняемость литейной формы, склонность к образованию усадочных дефектов (усадка, пористость, раковины), образование внутренних и наружных трещин, ликвация металла. Меры по борьбе с данными недостатками предусматривают добавление в сталь специальных примесей, благодаря чему получают специальные стали, отличающие высокими физическими и механическими свойствами, к которым относят:
- критические температуры (ликвидуса, перитектических превращений, солидуса и эвтектики, фазовых превращений при охлаждении);
- плотность и удельный объем сплавов в жидком состоянии;
- коэффициент объемного и линейного расширения (сжатия) в области жидкого и твердого состояний;
- вязкость (динамическая и кинематическая) в жидком состоянии;
- поверхностное и межфазное натяжение (в жидком и жидко-твердом состоянии на поверхности раздела с маточным раствором, металлическими и неметаллическими стенками формы, неметаллическими и газовыми включениями);
- скрытая теплота кристаллизации, а также фазовых превращений в твердом состоянии;
- теплоемкость в жидком состоянии и при затвердевании;
- коэффициент теплопроводности (для сплавов в жидком состоянии в условиях покоя и различной степени развития конвективых потоков, а также при затвердевании и охлаждении).
Классифицируются литейные стали по способу выплавки, назначению, химическому составу:
- стали обыкновенные (стали обычного качества, нелегированные, углеродистые, общего назначения);
- стали ответственного назначения (повышенного качества);
- стали особо ответственного назначения (особого качества, легированные стали).
Стали ответственного и особо ответственного назначения отличаются более высокой стоимостью из-за наличия особых свойств.
Литейные свойства.
Высокая температура заливки стали приводит к интенсивному теплообмену между металлом и формой, снижается температура перегрева, увеличивается перепад между температурой стали и температурой формы. Вследствие чего снижается жидкотекучесть стали. Наибольшей жидкотекучестью обладает серый чугун. Для вычисления жидкотекучести металла используют спираль Кэри. Большая жидкотекучесть определяет длину спирали в 1200 -1500 мм для чугуна, для стали 600 — 800 мм. На изменение жидкотекучести является влияние теплоты кристаллизации. Снижение интенсивности кристаллизации меняет характер затвердевания. Высокий темп – направленный характер обеспечивает условия для лучшей жидкотекучести. В условиях кристаллизации с низким темпом затвердевания имеют разветвлённый характер, который ухудшает жидкотекучесть.
Сфера применения литейных сталей.
Использование стали в жизни человека разнообразно и многогранно, порой мы даже не замечаем, что без металла не обходится большинство конструкций, механизмов, деталей и так далее. Литейные стали используются промышленными предприятиями, работающими в химической и нефтехимической сферах, в судостроении и энергетике, в угледобывающей, целлюлозно-бумажной и многих других отраслях. Для изготовления сварно-литых изделий, подвергающихся сильным ударным нагрузкам.
