Плотность и пористость отливок

Метод гидростатического взвешивания дает возможность количественно оценивать плотность и пористость отливок.

Для взвешивания отливок применяются аналитические весы с точностью до 0,001 г.

Разность весов на воздухе G₁ и в воде G₁ при плотности воды ρ_в = l г/см3 равна объему отливки:

Определяем действительную плотность отливки:

Содержание пористости П в отливке определяется сравнением с эталоном, не имеющим никакой пористости, если известна плотность такого эталона ρ_эт:

В качестве эталонов рекомендуется применять образцы, отлитые в кокиль и прокованные иа кузнечном прессе. Плотность эталона определяется также гидростатическим взвешиванием:

Плотность эталона проверяется теоретическим расчетом по химическому составу. В табл. 12 приведены химический состав и плотность элементов для сплава АЛ7-4.

Таблица 12. Химический состав сплава АЛ7-4

Объем условного эталонного образца массой 100 г составляет

Теоретическая  плотность эталона  составит ρ_эт = 100/36,209 = 2,762 г/см3.

При определении действительной плотности эталона методом гидростатического взвешивания получено, что ρ_эт = 2,761 г/см3.

Сравнение этих значений, отличающихся только в третьем знаке, показывает достаточную точность метода гидростатического взвешивания.

В процессе плавки и раздачи сплава в металлическом тигле происходит насыщение железом. Изменение содержания железа увеличивает вес отливок.

Для устранения ошибки при расчете пористости необходимо пересчитать теоретическую плотность эталонного образца, при этом берут содержание железа в нем равным содержанию железа в отливке.

При отсутствии данных для теоретического расчета можно определить плотность эталона с нулевым содержанием железа ρ'_эт по формуле

где ρ_эт — плотность эталона, определенная гидростатическим взвешиванием; [Fe] — содержание железа в %.

Данная формула справедлива только для алюминиевых сплавов.

Аналогичным образом рассчитывается плотность отливки с нулевым содержанием железа: