Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса 7
1.1 Поверхностные дефекты при литье по выплавляемым моделям 7
1.2 Точечные поверхностные дефекты при литье по выплавляемым моделям
1.3 Постановка задачи исследований 38
ГЛАВА 2. Материалы и методика исследований 41
2.1 Методика проведения исследований 41
2.2 Используемые материалы 44
2.3 Методы анализа результатов исследований 51
2.4 Методика определения загрязненности стали микровключениями 53
2.5 Изучение процесса заполнения полости формы 54
2.6 Исследование взаимодействия металл-керамическая форма 56
ГЛАВА 3. Анализ процессов, происходящих при литье хромоникелевых сталей в керамические формы 60
3.1 Химическое воздействие окружающей среды на жидкий металл 60
3.2 Особенности порционной заливки литейной формы 68
3.3 Реакции, проходящие в керамической форме при высоких температурах 78
3.4 Исследование взаимодействия хромоникелевой стали с огнеупорными материалами керамической формы по тигельному методу 83
3.5 Изучение характера заполнения керамической формы 92
ГЛАВА 4. Исследование влияние технологических факторов на образова ние точечных поверхностных дефектов 99
4.1 Оценка загрязненности отливок неметаллическими включениями 99
4.2 Влияние состава керамической формы, температуры заливки, химиче-ческого состава сплава на образование точечных поверхностных дефектов
4.3 Влияние условий литья на возникновение точечных поверхностных дефектов 121
ГЛАВА 5 . Исследование состава и строения точечных поверхностных дефектов 132
5.1 Точечные поверхностные дефекты на отливках из жаропрочных сталей 132
5.2 Результаты исследований и их обсуждение 153
ГЛАВА 6. Теоретическая модель образования точечных поверхностных дефектов 167
ГЛАВА 7. Производственные испытания 174
Общие выводы 183
Список использованных источников 185
- Точечные поверхностные дефекты при литье по выплавляемым моделям
- Методы анализа результатов исследований
- Реакции, проходящие в керамической форме при высоких температурах
- Влияние состава керамической формы, температуры заливки, химиче-ческого состава сплава на образование точечных поверхностных дефектов
Введение к работе
Актуальность диссертации. До 60% отливок из жаропрочных сталей, из-
тавливаемых в керамических формах методом литья по выплавляемым моде-
м (ЛВМ), поражаются точечными поверхностными дефектами (ТПД), также
ываемыми «питтинг коррозией», «оспенными отметинами», «далматин-
м», «темными пятнами», «черными точками», «разъеданием. Наличие ТПД
поверхности отливок снижает чистоту поверхности, ухудшает товарный вид
той заготовки. Глубина внедрения ТПД в отливку находится в пределах 0,1 -
4 мм и, часто превышают припуск на механическую обработку, а назначение
полнительных припусков снижает КИМ, увеличивает трудоемкость и себе-
оимость литья.
Из литературных источников известно, что ТПД формируются локальны-
включениями веществ, содержащих оксиды металла и формы. На данный
мент единого мнения по механизму формирования этих включений нет. Пре-
ладает точка зрения, что в основе образования ТПД лежат реакции взаимо-
йствия металл-керамическая форма. Приводимые в литературе данные про-
воречивы, а современное представление о пригарообразовании, например, в
следованиях И.В. Валисовского, Ю.П. Васина, СП. Дорошенко, Ф.Д. Оболе-
ева, не объясняет образование локальных повреждений поверхности отливки
и её контакте с литейной формой. В связи с вышеизложенным, работа по вы-
лению влияния причин возникновения ТПД на отливках из жаропрочных
алей, получаемых методом ЛВМ, является актуальной. Практическая значи-
ость темы подтверждается её выполнением в рамках НИР с ОАО НПО СА-
УРН (№ 587-00 от 19.04.2000) в 1997-2002 гг.
Целью работы является снижение брака отливок из жаропрочных сталей лучаемых методом ЛВМ по ТПД на основе изучения технологических фак-ров, влияющих на их образование.
Для достижения поставленной цели требуется решение следующих задач: Исследование влияния качества металла (содержание различных типов неме-лических включений (НМВ)) на пораженность отливок ТПД; Исследование влияния технологических факторов (состава керамической ормы, температуры заливки сплава, условий литья) на образование ТПД на тливках; ) Изучение состава и строения ТПД;
Выявление механизма возникновения ТПД на стальных жаропрочных отливках, получаемых ЛВМ, на основании теоретических положений и экспериментальных данных;
Разработка и опробование практических рекомендаций по предупреждению ТПД на стальных жаропрочных отливках, получаемых ЛВМ.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Определен механизм возникновения ТПД, заключающийся в проникновении неметаллических включений с расплавом при заливке, их адгезии на поверхности формы и последующем физико-химическом взаимодействии с отливкой и формой;
Установлены закономерности пораженности отливок ТПД от состава НМВ, их содержания в металле и технологическими факторами ЛВМ;
Получены регрессионные зависимости, описывающие влияние технологических факторов на пораженность отливок ТПД и позволяющие прогнозировать качество поверхности стальных жаропрочных отливок.
Практическая ценность. На основе представленного механизма формирования точечных поверхностных дефектов на отливках из жаропрочных сталей для наиболее применяемых жаропрочных сталей разработаны технологические рекомендации по предупреждению ТПД, включающие:
снижение содержания силикатов и соединений железа в форме;
использование восстановительной атмосферы в форме при формировании отливок.
Производственное опробование. Результаты работы были внедрены на «ОАО «НПО «САТУРН», а так же используются в РГАТА им. ПАСоловьева в учебном процессе на лекциях и практических занятиях в курсе «Производство отливок из черных и цветных сплавов».
Апробация работы. Материалы работы доложены на всероссийских научно-технических конференциях в Рыбинске в 2002 и 2007 годах.
Публикации. Основные положения работы опубликованы в 6 работах из них 2 статьи в центральных журналах «Литейное производство», «Инженерный справочник» и 1 патент на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 234 страницах, состоит из введения, 7 глав, заключения, библиографического списка из 104 наименований российских и зарубежных источников, 5 приложений,
5 таблиц и 125 рисунков.
Точечные поверхностные дефекты при литье по выплавляемым моделям
Проверка данной гипотезы проводилась Даффеном и Джарменом [2] в производственных условиях (De Havilland Engine Co.Ltd Великобритания), путем сравнения условий охлаждения прокаленных керамических оболочек. После нагрева формы в газовой печи часть оболочек помещалась в вакуумную камеру (с давлением 1 мм.рт.ст.), а часть оболочек охлаждалась на воздухе. Обращая внимание на тот факт, что формы, охлаждённые, при обычных условиях углерода не содержали, авторами не указывается способ его определения (и содержания углерода). Авторы отмечают, что мероприятия, направленные на поддержание определенного уровня кислорода в печи и цикле нагрева (для создания достаточной окислительной атмосферы) позволили устранить пит- тинговую коррозию на отливках из стали типа ЭИ 402, таблица 1, (рис.8).
Несмотря на внешнее сходство дефектов представленных на рисунке 8 с рассматриваемым типом поверхностных дефектов, следует отметить, что причина его возникновения относится к газовой шероховатости, вызванной, как известно [10] недостаточно прокалённой оболочковой формой. Появление таких дефектов объясняетсяv двумя действующими факторами: низкой газопроницаемостью формы и выделением газов из неё при заливке металлом.
Как отмечает Медведев Я.И. [11], наличие на поверхности зерен формовочного песка тонкого слоя сажистых продуктов (вследствие неполного выгора- ния органических составляющих формы) увеличивает краевой угол смачивания (cos 9 0). Капиллярное давление противодействует напору металла, затрудняя как его проникновение в полости и поры литейной формы, так и более четкому воспроизведению профиля поверхности формы. Условием для предотвращения такого явления должна быть окислительная атмосфера при прокалке оболочковых форм.
На основе результатов серии опытов по охлаждению отливок в различных условиях: в присутствии инертного газа (аргон или азот), при очень низком давлении Даффен и Джармен [2] пришли к заключению, что в основе процесса об- разования точечных поверхностных дефектов лежит коррозия, происходящая в результате реакции между жидкой окисью железа и кремнезёмом.
На основании анализа диаграммы системы FeO - SiQ2 (рис.9) авторами отмечается, что питтинговая коррозия при температуре ниже 1150 С не возникает, т.е. ниже этой температуры жидкая фаза в этой системе отсутствует и её можно устранить если предупредить контакт кислорода с затвердевающей коркой металла.
Аналогичные выводы о отрицательной роли кислорода в образовании точечных поверхностных дефектов были сделаны в ходе работы [3], проведенной Металлургическим комитетом BICTA (Великобритания) в период с 1960-1963 гг. В указанной работе проводилось исследование факторов, влияющих на поверхностное ошлаковывание или питтинговую коррозию („оплавление") при литье по выплавляемым моделям стали с 13% (рис.10). Программа исследований включала наиболее характерные технологические варианты литья точных отливок в керамические формы: плавка и заливка на воздухе и вакууме, как при низком давлении, так и в защитной (аргон) и восстановительной атмосферах; влияние увеличения продолжительности прокалки керамической формы и изменения соотношения содержания кремния к марганцу в стали. Работа показала, что для образования дефекта «оплавление» необходим кислород, обычно присутствующий как кислород воздуха: дефект отсутствует, если кислород был удалён или связан до неокисляющего состояния. Это достигалось за счёт создания высокого вакуума (1 мк.рт.ст.) или низкого давления (1 мм.рт.ст.) в форме. Отмечается что наиболее эффективным и простым способом предотвращения „оплавления" поверхности отливки является химическое соединение кислорода с углеродосодержащими1 газами с образованием СО, что достигается путем ввода карбюризаторов внутрь опорного наполнителя. Аналогично действует й ввод графита в огнеупорную суспензию для первого слоя в количестве 5-14%. По результатам работы неэффективными оказались следующие мероприятия: инжекция«аргона и варьирование соотношения кремния и марганца в стали; - увеличение продолжительности прокалки оболочковой формы с 4 до 36 часов. В обсуждении результатов работы отмечается, что причина ошлаковывания по верхности это результат взаимодействия металла и формы, который усугубляет ся повышенным содержанием кремнезёма в лицевом слое. Однако в работе не приводится ни сам механизм взаимодействия, ни состав керамической формы, на которой проводились эксперименты. К недостаткам относится так же и то, не приводится ни сам механизм взаимодействия, ни состав керамической формы, на которой проводились эксперименты. К недостаткам относится так же и то,
Методы анализа результатов исследований
Так как в струе расплава, заливаемого в форму, 0 = 0, то va = F ki"Co2 , при условиях заливки можно допустить: ki Сог т.е. va F C02 При содержании кислорода в воздухе 23,1% скорость адсорбции va F 0,231", va =0,053- F (моль/с).
Количество захваченного сталью кислорода за период заливки при известной скорости заливки составит Мкисл = k Fc тзал. Для массы заливаемого металла 12 кг при максимальном расходе 0,7 дм /с и плотности стали 7400 кг/м время заливки составит 4,3 с. При этих условиях площадь поверхности струи составит 0,03 - 0,04 м2 и масса захваченного кислорода составит Мкисл = 0,053 0,04-4,3 = 0,009 моля или 32-0,009 = 0,29 г, что соответствует массе окисла железа Fe2C 3 0,36 г. Этот окисел распределится по поверхности отливки (при средней приведенной толщине стенки 0,1 дм и плотности окисла 5,2 кг/дм ) 3,5 дм с толщиной слоя — 2 10" мм 0.2 мкм. Приведенный выше расчёт показывает, что образование неметаллических. включений, прежде всего окисных плен, маловероятен для нормальных режимов заливки форм.
Для подтверждения полученных выводов в производственных условиях цеха точного стального жаропрочного литья был осуществлен следующий эксперимент с применением заливочных ковшей с уменьшенным выходным сечением [69]. Идея эксперимента - отделить от расплава в тигле шлаковые и окис-ные включения путём уменьшения площади выходного сечения носка тигля. В опытных заливках принципиальное отличие — уменьшенный расход стали из ковша при заливке, т.е. увеличенное время взаимодействия открытой струи. стали с атмосферой с применением ковша, имеющего узкий сливной носок. Эскизы опытного тигля приведены на рисунке 40.
С учетом размеров ковша его ёмкость до верхней кромки составляет 2,28 дм , при этом ёмкость тигля 2,56, а объём перегородки 0,275 дм ; металлоемкость по стали до 16 кг (при плотности стали 7000кг/м3). При заливке 12 кг стали уровень расплава в ковше составляет 80%.
С экспериментальным ковшом была залита партия одного наименования отливок из сплава ЭИ736. Особенности заливки: масса металла 12 кг заливалась порционно в одну форму: а) - базовые (серийные) отливки время заливки 4,83 с, расход стали 2,48 кг/с, брак литья по «разъеданию» за 1999 г. составляет 0,6% (из 319 отливок); б) - опытные отливки время заливки 14,5 с, расход стали 0,728 кг/с, брак литья по «разъеданию» из 12 отлитых составляет 100%.
Причина резкой отбраковки отливок полученных по описанной выше методике В Следующем. При ИЗМенеНИИ. Времени ЗаЛИВКИ В Хоти = Тзал /tmin Vа3 (гДе train — минимально возможное время заливки) радиус струи изменится в 1/(т ) раз, т. к. соотношение между объемом металла и средним радиусом струи (рис.30): Следовательно, при уменьшении времени заливки в тотн раз площадь поверхности струи увеличится в тотн 5 раз, т.е. количество окислов на поверхности отливок уменьшится в Тотн 5 раз, а при увеличении длины струи в horn раз площадь её поверхности возрастет в h0TII- h"0 25 = h0 75 =vh раз, при.этом количество окислов на поверхности отливок возрастет в h 75 раз.
Таким образом, при увеличении времени заливки с 4,83с до 14,5с, т.е. в 14,5/4,83 = 3 раза увеличивается площадь контакта струи с атмосферой в 1,73 раза, а количество окислов на поверхности отливок возрастет в 1,73-3 = 5,19 раз. Однако и в таких экстремальных условиях толщина оксидной пленки составит около 1 мкм, что не может являться причиной образования ТПД.
Таким образом, результаты расчетов и опытных заливок показывают, что, вторичное окисление [18] стали, происходит вследствие образования развитой поверхности контакта струи жидкого металла с воздухом во время выпуска и разливки жидкого металла из ковша в литейную форму, и эжекции воздуха падающей струей, но эти оксиды могут только дополнить окисные включения, проникающие в форму из плавильного тигля.
Основными составляющими керамических оболочковых форм, предварительно прокаленных при 900 - 1000 С, являются силикогель — состоящий из кремнезёма Si02, огнеупорной основы суспензии, в зависимости от выбранной технологии - маршалита Si02, электрокорунда А12Оз, дистенсиллиманита AI2O3 Si02 или циркона ZrSi04. При заливке жидкого металла в керамическую форму происходит её разогрев до температуры заливаемого металла 1550 — 1650 С, вследствие чего в оболочке происходят физико-химические превращения.
При высоких температурах возможно протекание химических реакций, приведенных в таблице 15. Для реакций, представленных в таблице 15 построен график (рис.41) изменения зависимости свободной энергии от температуры до 2000 К (1723 С). Преимущественное развитие имеют реакции (2), (3) и (7) связанные с образованием муллита 3А12Оз -2 Si02 из составляющих формы -окислов глинозема и кремнезема (3) и (7), а также в результате распада циркона по реакции (2).
Равновесие реакций (2) и (3) при повышении температуры смещается вправо, что указывает на устойчивость образующихся соединений. Образовавшиеся по реакциям (2) и (7) свободные окислы циркония и кремния вступают во взаимодействие по реакции (1). Во всем интервале рассматриваемых температур наиболее устойчивой формой существования окислов А12Оз и Si02 является силлиманит, практически не претерпевающий изменений во всем рассмат- риваемом интервале температур (5). Таким образом, при литье в комбинированные керамические формы, изготовленные с применением кремнезёма и электрокорунда (а-глинозема) или цирконового концентрата происходит образование силлиманита и муллита, с наличием в свободном виде окиси кремния.
Реакции, проходящие в керамической форме при высоких температурах
Металлографические исследования (Приложение 3, табл.5-9) образцов, отлитых в различные по составу керамические формы (рис.83), показали прямую взаимосвязь между уровнем НМВ присутствующих в них и содержанием кремнезёма в форме. Как следует из обработки полученных экспериментальных данных (рис.83) пораженность отливок точечными дефектами напрямую зави-сит от количества силикатных (рис.63) и сложных включений (рис.66) присутствующих в литом металле, а их содержание в свою очередь, зависит от применяемых при изготовлении керамической формы материалов.
Для установления наличия взаимосвязи между содержанием в форме оксида кремния и пораженностью отливки ТПД, а также НМВ в отливке использовался коэффициент ранговой корреляции Спирмена ( р ). Качественная харак 119 теристика - состав формы была расположена в ряд по степени убывания общего количества кремнезёма (БіОг) и каждому виду формы был присвоен ранг, начи-. ная с 1 (табл.22).
Остальные числовые данные (пораженность отливки ТПД и количество НМВ в отливке) были проранжированны аналогично по убыванию признака и попарно (состав формы -» числовые параметры) вычислены значения коэффициента ранговой корреляции Спирмена по формуле:
Анализ табличных данных показывает, что между составом керамической формы по кремнезёму и количеством некоторых видов НМВ в литом металле (силикаты, сложные включения, алюмосиликаты) существует достаточно тесная статистическая взаимосвязь. При это поражённость отливки ТПД напрямую зависит от количества кремнезема в форме.
Из результатов металлографического исследования образцов, отлитых при различных температурах (1540-1660 С), следует, что поражённость отливок ТПД, независимо от состава керамической формы, снижается за счет уменьшения количества силикатных включений и включений сложного состава (рис.84А и Б).
Из результатов экспериментов, представленных на рисунках 73-75 следует, что при плавке и заливке металла в среде аргона поражённость литой поверхности точечными дефектами меньше, чем при атмосферных условиях. Такая зависимость имеет место для всех рассматриваемых сплавов и составов ке- рамических форм. Отсюда следует, что применение защитной атмосферы оказывается недостаточным для устранения точечных дефектов. Также как в случае литья на воздухе (рис.85), для аргона зависимость между глубиной точечного дефекта и,составом формы не наблюдается. Аналогичная зависимость имеет место для всех рассматриваемых сплавов и составов керамических форм.
Для более подробного изучения влияния атмосферы в керамической форме и состава атмосферы, её окружающей, был проведен ряд экспериментов, где оценивалась общая поражённость поверхности точечными дефектами и их глубина.
Влияние температуры заливки и условий литья на глубину точечных поверхностных дефектов, сплав 13Х14НВФРА
Влияние различных технологических вариантов выплавки, заливки и охлаждения хромоникелевой стали, изучали с использованием вакуумно-индук-ционной установки типа УППФ.
Исследованию подвергались следующие варианты: Плавка и заливка металла в вакууме - охлаждение: воздух (А), вакуум (Б). Плавка и заливка металла в аргоне - охлаждение: воздух (В), аргон (Г). Плавка и заливка металла на воздухе - охлаждение: воздух (Д), вакуум (Е), вакуум (Ж).
Плавка и заливка металла выполнялась в соответствии с требованиями, заложенными в РТМ и производственных инструкциях на выплавку и заливку высоколегированных сталей [57, 66-67], где указывается, что величина рабочего вакуума в плавильной камере при плавке и заливке металла должна составлять не более 1- 10 " мм.ртхт.; заливка металла в среде инертного газа (аргона) проводилась при давлении в рабочем пространстве плавильной установки 50- 400 мм.ртхт.
Из опробованных технологических вариантов (рис.86) наиболее приемлемыми с точки зрения снижения количества точечных дефектов оказались те режимы, где исключается продолжительный контакт жидкого и затвердевающего металла с кислородом воздуха. Глубина залегания точечных дефектов на литой поверхности в целом (для данных сплавов и температуры заливки) меньше, чем при открытой выплавке заливке металла. Следует отметить, что полученные результаты совпадают с выводами, сделанными в работе [23], где отмечается, что применение режимов, предусматривающих получение отливки на всем протяжении технологических операций плавки-заливки металла и последующего охлаждения отливки без доступа кислорода воздуха в производственных условиях целесообразно только для получения единичных, особо ответственных отливок. Применение этих режимом в обычном технологическом процессе нецелесообразно как по причине продолжительности операции охлаждения отливки до 700 - 600 С до 3-3.5 часов, так и вероятности появления дефектов рыхлотного характера в отдельных участках отливки. Остальные рассмотренные варианты малоэффективны и сводятся к результатам, получаемым на серийных режимах. Поэтому в целях поиска более действенных способов предупреждения появления точечных дефектов были рассмотрены и производственно опробованы способы предупреждения окисления и обезуглероживания стали изложенные в работе [88,стр.111-112].
Влияние состава керамической формы, температуры заливки, химиче-ческого состава сплава на образование точечных поверхностных дефектов
На основании обработки большого статистического материала и комплексного исследования продуктов окисления, образующихся при литье высоколегированных сталей, НМВ, окисных плен, точечных поверхностных дефектов, окалин, продуктов взаимодействия металл-керамическая форма можно предположить, что природа ТПД возникающих на поверхности отливок при ЛВМ-носит окисный характер.
Образующиеся при плавке и заливке продукты раскисления и вторичного окисления стали частично растворяются в жидком металле, частично остаются в нем. Металлографический и микрорентгеноспектральный анализы показали, что около 80 % обнаруженных в литом металле включений приходятся на силикаты и сложные окислы с их присутствием, остальные 20 % представляют собой окислы алюминия (корунд) и хрома (хромит железа). Кроме повторного окисления, вносящего основную долю эндогенных включений, некоторое количество включений дополнительно образуется за счет взаимодействия заливаемого жидкого металла с огнеупорами формы. Жидкий металл, заполняющий полость формы, смывает частицы формовочного материала с поверхности формы, расплавляя или оплавляя их. Легко окисляющиеся растворенные в стали компоненты и примеси реагируют с кислородом воздуха, образуя на поверхности жидкого металла окисные включения (плёны).
Адгезия окисных частиц к форме усиливается за счёт геометрического фактора - шероховатого и пористого рельефа поверхностного слоя формы, увеличивающего площадь контакта. В результате смачивания поверхности формы шлаковыми окислами будет иметь место их локальный контакт с макро и микро неровностями поверхности формы, приводящий в итоге к их налипанию (адгезии) на внутренний рабочий слой керамической оболочки (рис. 120А).
Наличие окисных плёнок на поверхности жидкого металла приводит к уменьшению краевого угла смачивания и уменьшению величины поверхностного натяжения. Так, например, если капля неокисленной . стали, имеет форму приплюснутого шара, образующего тупой краевой угол смачивания, то образо- вание на её поверхности плены может привести к такому уменьшению угла, что сталь, раньше не смачивавшая поверхность формы, начнет её смачивать [65].
Переход отрицательного угла смачивания (cos 0, 0 0 90) к положительному (cos 0, 9О 0 18О) вызван тем, что, обладая значительным сродством к кислороду, жидкие металлические окислы с одной стороны растворяют кислород и окислы материала формы, а с другой стороны, заменяют ионы формовочного материала в поверхностном слое формы. В результате повышение концентрации одинаковых частиц приводит к снижению межфазной энергии и смене знака угла смачивания.
С точки зрения термодинамики процесс прилипания окисных включений к поверхности формы (рис. 120А) возможен в случае когда: Ов-о ASB-O м-в ASM-B + о"м-о ASM-O , (6-1) где Ов-о - поверхностное натяжение на границе включение - огнеупор; о"м-в Ом-в - поверхностное натяжение на границе металл — включение и металл — огнеупор; AS - изменение поверхности на соответствующих границах. Считая межфазные поверхности раздела равными, для,изменения свободной энергии AG в- результате прилипания частицы к поверхности формы получаем: AG = (ом-в + о"м-о " ав - о) S, (6.2) где S - межфазная поверхность раздела. Из (6.2) следует, что свободная энергия, которая характеризует прочность сцепления включения с материалом формы, возрастает с увеличением поверхностного натяжения металла ом - о, межфазной энергии ам.в, уменьшением поверхностного натяжения включения и с увеличением размера включения.
Элементы сплава образуют окисную плёнку на поверхности жидкого металла, которая обладает одновременной адгезией к развитой поверхности керамической формы и жидкому металлу.
Процесс взаимодействия между шлаковыми частицами (фрагментами оки 170 сного расплава) и стенкой керамической оболочки состоит из двух взаимодополняющих механизмов: капиллярной пропитки и диффузионной миграции. Принимая во внимание, что особенностью строения керамической оболочковой формы на этилсиликатном связующем является практически непрерывная фаза геля кремнекислоты, покрывающая тонкой пленкой зерна основы, а также-низкая-пористость (4-5 % для формы на основе кварца и 10 - 12 % для корун-досиллиманитовой) с размерам пор 0.2-0.7 мм [97], то определяющей при взаимодействии будет капиллярная пропитка.
Воздействие окисного расплава на керамическую форму происходит при наличии жидких и твердых фаз. Находясь в контакте с поверхностным слоем, высокотемпературный окисный расплав прогревает и расплавляет его составляющие - прежде всего силикогель и зерна кварца. За счет реакции с кремнезёмом количество жидкой фазы увеличивается. Проникая в приповерхностный слой керамической формы по связке и порам - фазы II и III (рис.120Б и В)-жидкая фаза расплавляет их и распределяется между зернами наполнителя и обсыпки, которые при нагревании растрескиваются. По возникающим трещинам внутрь их проникают (диффузионная миграция) окислышлака (железо и марганец).
Протекающее диффузионное насыщение локального участка поверхностного слоя формы окислами железа, марганца, кремния и хрома, представляющих собой легкоплавкие соединения типа nFeO S1O2 и (FeMnCr) Si02 приводит к возникновению металлооксидной зоны, проникающей в приповерхностный слой керамической формы, на 0.5-1.3 мм и отделяющий поверхностный-слой затвердевающей отливки от формы (рис. 120В).
