La contracción de metales (aleaciones) es una disminución en el volumen y las dimensiones lineales de las piezas fundidas en el proceso de su formación, así como el enfriamiento de la temperatura de fundición a la temperatura ambiente.
La retracción es uno de los principales indicadores que caracterizan las propiedades de fundición de los metales (aleaciones), ya que es la causa de la formación de cavidades de retracción, porosidad, aparición de tensiones internas, etc. Se tiene en cuenta a la hora de desarrollar procesos de fundición y fundición . equipo. Las características numéricas relativas del cambio en las dimensiones de los productos metálicos durante la cristalización y el enfriamiento se denominan coeficientes de contracción . La contracción de los metales en estado líquido suele caracterizarse por unidades de volumen, mientras que en estado sólido es lineal.
Contracción lineal : la diferencia entre las dimensiones del modelo y la fundición obtenida de acuerdo con este modelo (cuando se utilizan moldes de fundición desechables ) o la diferencia entre las dimensiones de la cavidad de trabajo en un molde de fundición reutilizable y la fundición obtenida de esta forma. La contracción lineal se mide como fracciones o porcentajes de las dimensiones especificadas de la fundición en comparación con las dimensiones del patrón o la cavidad del molde.
La razón principal de la contracción lineal es la contracción térmica de la fundición cuando se enfría a temperatura ambiente. La contracción lineal comienza a una temperatura situada por encima de la línea solidus , cuando ya se ha formado una cantidad suficiente de fase sólida para formar la estructura de la fundición. Esta temperatura se denomina temperatura de inicio de contracción lineal. La reducción adicional de tamaño durante el enfriamiento de la fundición está determinada por el coeficiente de temperatura de expansión lineal, que suele ser un tercio del coeficiente de temperatura de expansión volumétrica .
El aumento de la contracción lineal está asociado con las tensiones térmicas que se producen durante el enfriamiento. El valor de la contracción lineal de las aleaciones oscila entre el 2...2,5 % ( aceros , aleaciones de titanio) hasta el 1,0 % ( fundiciones grises ). La contracción lineal de las aleaciones de metales no ferrosos a base de aluminio , cobre , magnesio y zinc está en el rango de 0,8 ... 1,8%.
En las fundiciones, generalmente hay una contracción lineal (o de fundición) difícil : esta es una contracción del metal en la que no se conserva la forma y el metal de fundición se contrae en ciertos lugares de acuerdo con el coeficiente de expansión. El valor de la contracción impedida es menor que el valor de la contracción lineal libre, debido a la ocurrencia de deformaciones plásticas causadas por tensiones internas resultantes de la contracción.
La contracción volumétrica (cúbica) es una disminución en el volumen de un metal o aleación al pasar de un estado líquido a un estado sólido, así como debido a la contracción térmica al enfriarse a la temperatura de inicio de la contracción lineal. La contracción volumétrica se manifiesta en las fundiciones en forma de cavidades de contracción y/o porosidad de contracción.
El valor de la contracción volumétrica es en promedio de hasta 5 ... 7% del volumen de la fundición, mientras que la principal contribución a este valor se realiza por una disminución en el volumen de la aleación durante la cristalización. En algunos casos, en el metal durante la cristalización, no hay una disminución, sino un aumento de volumen, es decir, en lugar de una contracción, se observa un "crecimiento", que se acompaña del desplazamiento de la masa fundida hacia la superficie. Por esta razón, las piezas fundidas a partir de aleaciones de aluminio con un alto contenido (> 20%) de silicio (un elemento que cristaliza con un aumento de volumen) muestran una contracción volumétrica muy pequeña. En las fundiciones de fundición gris prácticamente no se observan cavidades de contracción ni porosidad de contracción, ya que durante la cristalización de las fundiciones grises, el grafito compensa la disminución de volumen durante la cristalización de la matriz metálica ( austenita ).
La disminución general del volumen de la aleación durante la contracción de la fundición provoca la aparición de tensiones internas, contracción externa, formación de cavidades de contracción y porosidad.
El desarrollo de los defectos de contracción y su distribución en la fundición dependen del complejo efecto de los factores que determinan las propiedades de contracción de las aleaciones, así como de las condiciones térmicas y cinéticas para la formación de la fundición. La tendencia de los hierros y aceros fundidos a formar defectos de contracción (cavidades y porosidad) se determina en muestras tecnológicas: pequeñas piezas fundidas en forma de cono truncado o bola. La configuración y las dimensiones de la muestra no están reguladas por estándares.