Przedstawiona na rysunku próba klinowa jest stosowana do badania
A. lejności.
B. odporności na pękanie gorące.
C. skłonności żeliwa do zabieleń.
D. porowatości.
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2020 (arkusz M.37-SG-20.01).
Próba klinowa służy do oceny skłonności żeliwa do zabieleń, czyli tworzenia się struktury żeliwa białego w miejscach szybko stygnących. Klin ma zmienną grubość: cienka część odprowadza ciepło bardzo szybko, a grubsza wolniej. Dzięki temu w jednej próbce widać, przy jakiej grubości ścianki żeliwo zaczyna krzepnąć z udziałem cementytu zamiast grafitu. Na przełamie albo zgładzie obserwuje się wysokość strefy zabielonej, jej zasięg i ostrość przejścia. Moim zdaniem to jedna z bardziej praktycznych prób, bo od razu pokazuje, czy dany skład żeliwa i sposób modyfikacji poradzą sobie w cienkościennym odlewie. W produkcji wykorzystuje się ją np. przy kontroli żeliwa szarego przed zalewaniem serii odlewów z cienkimi żebrami, narożami albo małymi przekrojami. Dobra praktyka to wykonywać próbę w powtarzalnych warunkach: podobna masa formierska, temperatura zalewania, czas od pobrania metalu i taka sama geometria próbki. Wynik warto łączyć z analizą składu chemicznego, szczególnie zawartością C, Si, Mn, S i P, oraz z oceną skuteczności modyfikacji. Duża skłonność do zabieleń oznacza większe ryzyko twardych, kruchych stref w odlewie, trudnych do obróbki skrawaniem i podatnych na pękanie.
W tym pytaniu łatwo pomylić próbę klinową z innymi próbami technologicznymi, bo wszystkie dotyczą jakości ciekłego metalu albo gotowego odlewu. Lejność bada się jednak inaczej, najczęściej przez próbę spiralną, prętową lub inną formę kanału o określonej długości i przekroju. Tam interesuje nas, jak daleko ciekły metal dopłynie zanim zakrzepnie, czyli praktyczna zdolność stopu do wypełniania wnęki formy. Klin nie jest do tego wygodny, bo jego zadaniem nie jest mierzenie długości przepływu, tylko wymuszenie różnych szybkości chłodzenia. Porowatość ocenia się metodami kontroli jakości, na przykład przez przełomy, zgłady, pomiar gęstości, badania radiograficzne albo ultradźwiękowe, zależnie od rodzaju odlewu i wymagań odbioru technicznego. Sama próbka klinowa może mieć jakieś pory, ale nie o to w niej chodzi. Odporność na pękanie gorące sprawdza się w próbach, gdzie odlew jest celowo hamowany skurczowo, na przykład przez specjalne kształtki z żebrami lub pierścieniami, żeby wywołać naprężenia podczas krzepnięcia. Tu typowy błąd myślowy polega na tym, że widzi się klin i zakłada, że bada on każdą wadę związaną z krzepnięciem. A on jest przede wszystkim próbą metaloznawczą dla żeliwa: pokazuje, czy w szybkostygnącej cienkiej części zamiast grafitu powstanie twarda, biała struktura cementytowa. W praktyce taki wynik dużo mówi o składzie chemicznym, modyfikacji i ryzyku problemów przy obróbce skrawaniem.