Zgodnie z przedstawionym wykresem, kliny służą do określania
A. skłonności żeliwa do tworzenia naprężeń.
B. skłonności żeliwa do zabieleń.
C. skurczu odlewniczego.
D. zasiarczenia żeliwa.
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2019 (arkusz M.37-X-19.01).
Kliny odlewnicze, pokazane na takim wykresie, służą do oceny skłonności żeliwa do zabieleń, czyli do tworzenia struktury białej w miejscach szybko stygnących. W klinie mamy przekrój zmienny: cienki koniec stygnie bardzo szybko, grubsza część wolniej. Dzięki temu na jednym odlewie próbnym widać, przy jakiej grubości ścianki żeliwo zaczyna przechodzić ze struktury szarej, z grafitem, w strukturę zabieloną z cementytem. To jest bardzo praktyczna próba, bo cienkie żebra, naroża i krawędzie odlewów zachowują się podobnie jak cienka część klina. Moim zdaniem to jedna z prostszych, ale naprawdę użytecznych metod kontroli technologicznej żeliwa.
Na przełomie klina ocenia się wysokość lub zasięg zabielenia, a potem porównuje z wykresem albo wymaganiami zakładowymi. Im większa część klina jest biała i twarda, tym większa skłonność stopu do zabieleń. W praktyce odlewniczej wyniki takiej próby łączy się z kontrolą składu chemicznego, równoważnika węgla, temperatury zalewania oraz skuteczności modyfikacji, np. dodatkiem FeSi. Dobre praktyki branżowe, spotykane też w metodach typu ASTM A367 dla prób zabielenia żeliwa, wymagają żeby kliny zalewać w powtarzalnych warunkach: z tej samej kadzi, w podobnej temperaturze i do porównywalnej formy. Wtedy wynik ma sens technologiczny, a nie jest tylko przypadkową obserwacją pękniętego kawałka metalu.
Na przełomie klina ocenia się wysokość lub zasięg zabielenia, a potem porównuje z wykresem albo wymaganiami zakładowymi. Im większa część klina jest biała i twarda, tym większa skłonność stopu do zabieleń. W praktyce odlewniczej wyniki takiej próby łączy się z kontrolą składu chemicznego, równoważnika węgla, temperatury zalewania oraz skuteczności modyfikacji, np. dodatkiem FeSi. Dobre praktyki branżowe, spotykane też w metodach typu ASTM A367 dla prób zabielenia żeliwa, wymagają żeby kliny zalewać w powtarzalnych warunkach: z tej samej kadzi, w podobnej temperaturze i do porównywalnej formy. Wtedy wynik ma sens technologiczny, a nie jest tylko przypadkową obserwacją pękniętego kawałka metalu.
W tym pytaniu łatwo pomylić kilka różnych prób technologicznych, bo wszystkie dotyczą żeliwa i jego zachowania podczas krzepnięcia. Klin nie jest jednak przyrządem do bezpośredniego określania zasiarczenia. Zawartość siarki bada się analizą chemiczną, spektrometrycznie albo przez kontrolę wsadu i procesu odsiarczania. Siarka oczywiście wpływa na krystalizację żeliwa, może pogarszać grafityzację i zwiększać ryzyko twardych struktur, ale sam klin pokazuje skutek technologiczny w postaci zabielenia, a nie podaje procentowej zawartości S.
Skurcz odlewniczy to też inny temat. Do jego oceny stosuje się próbki skurczowe, pomiary wymiarów odlewów próbnych, dane materiałowe do rysunku technologicznego oraz naddatki skurczowe w modelarstwie. Klin ma zmienną grubość po to, aby wymusić różne szybkości chłodzenia, a nie po to, żeby mierzyć zmianę długości czy objętości odlewu. Typowy błąd myślowy polega tu na tym, że skoro kształt próbki jest odlewany, to kojarzy się z ogólnym skurczem. Ale wykres z numerami klinów i wysokością strefy struktury szarej mówi bardziej o mikrostrukturze niż o wymiarach.
Podobnie skłonność do tworzenia naprężeń nie jest oceniana takim klinem wprost. Naprężenia odlewnicze wynikają z nierównomiernego chłodzenia, oporów formy, konstrukcji odlewu i przemian strukturalnych. Sprawdza się je raczej przez próby z prętami hamowanymi, pierścieniami, analizę pęknięć, pomiary odkształceń albo symulacje krzepnięcia. Klinowa próbka może pośrednio zasugerować, że w cienkich miejscach powstanie bardzo twarda i krucha warstwa, ale jej zasadniczym zadaniem jest ocena tendencji żeliwa do zabieleń. W odlewni taka informacja pomaga dobrać skład, modyfikację i temperaturę zalewania, żeby odlew nie miał miejsc zbyt twardych do obróbki skrawaniem i podatnych na pękanie.
Skurcz odlewniczy to też inny temat. Do jego oceny stosuje się próbki skurczowe, pomiary wymiarów odlewów próbnych, dane materiałowe do rysunku technologicznego oraz naddatki skurczowe w modelarstwie. Klin ma zmienną grubość po to, aby wymusić różne szybkości chłodzenia, a nie po to, żeby mierzyć zmianę długości czy objętości odlewu. Typowy błąd myślowy polega tu na tym, że skoro kształt próbki jest odlewany, to kojarzy się z ogólnym skurczem. Ale wykres z numerami klinów i wysokością strefy struktury szarej mówi bardziej o mikrostrukturze niż o wymiarach.
Podobnie skłonność do tworzenia naprężeń nie jest oceniana takim klinem wprost. Naprężenia odlewnicze wynikają z nierównomiernego chłodzenia, oporów formy, konstrukcji odlewu i przemian strukturalnych. Sprawdza się je raczej przez próby z prętami hamowanymi, pierścieniami, analizę pęknięć, pomiary odkształceń albo symulacje krzepnięcia. Klinowa próbka może pośrednio zasugerować, że w cienkich miejscach powstanie bardzo twarda i krucha warstwa, ale jej zasadniczym zadaniem jest ocena tendencji żeliwa do zabieleń. W odlewni taka informacja pomaga dobrać skład, modyfikację i temperaturę zalewania, żeby odlew nie miał miejsc zbyt twardych do obróbki skrawaniem i podatnych na pękanie.