Metallien (metalliseosten) kutistuminen on valukappaleiden tilavuuden ja lineaaristen mittojen pienenemistä niiden muodostumisprosessissa sekä jäähtymistä valulämpötilasta ympäristön lämpötilaan.
Kutistuminen on yksi tärkeimmistä metallien (metalliseosten) valuominaisuuksia kuvaavista indikaattoreista, koska se aiheuttaa kutistumisonteloiden muodostumista, huokoisuutta, sisäisten jännitysten ilmaantumista jne. Se otetaan huomioon valimoprosesseja ja valua kehitettäessä. laitteet. Metallituotteiden mittojen muutoksen suhteellisia numeerisia ominaisuuksia kiteytymisen ja jäähtymisen aikana kutsutaan kutistumiskertoimiksi . Metallien kutistuminen nestemäisessä tilassa on yleensä ominaista tilavuusyksiköillä, kun taas kiinteässä tilassa se on lineaarista.
Lineaarinen kutistuminen - mallin mittojen ja tämän mallin mukaisesti saadun valukappaleen välinen ero (käytettäessä kertakäyttöisiä valumuotteja ) tai uudelleenkäytettävän valumuotin työskentelyontelon ja tässä muodossa saadun valun välinen ero. Lineaarinen kutistuminen mitataan murto-osina tai prosentteina valukappaleen määritellyistä mitoista verrattuna kuvion tai muotin ontelon mittoihin.
Lineaarisen kutistumisen tärkein syy on valukappaleen lämpökutistuminen, kun se jäähdytetään huoneenlämpötilaan. Lineaarinen kutistuminen alkaa lämpötilassa, joka sijaitsee solidusviivan yläpuolella , kun riittävä määrä kiinteää faasia on jo muodostunut muodostamaan valurungon. Tätä lämpötilaa kutsutaan lineaarisen kutistumisen aloituslämpötilaksi. Koon pieneneminen edelleen valun jäähdytyksen aikana määräytyy lineaarilaajenemisen lämpötilakertoimella, joka on yleensä kolmasosa tilavuuslaajenemisen lämpötilakertoimesta .
Lineaarisen kutistumisen lisääntyminen liittyy jäähdytyksen aikana esiintyviin lämpöjännityksiin . Seosten lineaarisen kutistumisen arvo vaihtelee 2...2,5 %:sta ( teräkset , titaaniseokset) 1,0 %:iin ( harmaat valuraudat ). Alumiiniin , kupariin , magnesiumiin ja sinkkiin perustuvien ei- rautametalliseosten lineaarinen kutistuminen on välillä 0,8 ... 1,8 % .
Valukappaleissa on yleensä vaikea lineaarinen (tai valimo) kutistuminen - tämä on sellainen metallin kutistuminen, jossa muoto ei säily, ja valumetalli kutistuu tietyissä paikoissa laajenemiskertoimen mukaisesti. Estetyn kutistumisen arvo on pienempi kuin vapaan lineaarisen kutistumisen arvo johtuen kutistumisesta aiheutuvien sisäisten jännitysten aiheuttamien plastisten muodonmuutosten esiintymisestä.
Tilavuus (kuutio) kutistuminen on metallin tai lejeeringin tilavuuden pienenemistä siirryttäessä nestemäisestä tilasta kiinteään tilaan sekä lämpökutistumisesta jäähdytettäessä lineaarisen kutistumisen alkamislämpötilaan. Tilavuuskutistuminen ilmenee valukappaleissa kutistumisonteloiden ja/tai kutistumishuokoisuuden muodossa.
Tilavuuden kutistumisen arvo on keskimäärin jopa 5 ... 7 % valun tilavuudesta, kun taas suurin osa tähän arvoon on seoksen tilavuuden pieneneminen kiteytymisen aikana. Joissakin tapauksissa metallissa kiteytymisen aikana ei tapahdu laskua, vaan tilavuuden kasvua, eli kutistumisen sijaan havaitaan "kasvua", johon liittyy sulatteen siirtyminen pintaan. Tästä syystä alumiiniseoksista tehdyt valukappaleet, joissa on korkea (> 20 %) piipitoisuus (alkuaine, joka kiteytyy tilavuuden kasvaessa), kutistuvat hyvin vähän. Harmaavalurautavaluissa ei käytännössä havaita kutistumisonteloita eikä kutistumishuokoisuutta, koska harmaavaluraudan kiteytymisen aikana grafiitti kompensoi tilavuuden pienenemistä metallimatriisin ( austeniitti ) kiteytymisen aikana.
Seoksen tilavuuden yleinen lasku valun kutistumisen aikana aiheuttaa sisäisiä jännityksiä, ulkoista kutistumista, kutistumisonteloiden muodostumista ja huokoisuutta.
Kutistumisvirheiden kehittyminen ja niiden jakautuminen valussa riippuu metalliseosten kutistumisominaisuudet määräävien tekijöiden monimutkaisesta vaikutuksesta sekä valun muodostumisen lämpö- ja kineettisistä olosuhteista. Valurautojen ja terästen taipumus muodostaa kutistumisvirheitä (onteloita ja huokoisuus) määritetään teknisistä näytteistä - pienistä valukappaleista katkaistun kartion tai pallon muodossa. Standardit eivät sääntele näytekokoonpanoa ja mittoja.