Fluiditatea de turnare a metalelor si a aliajelor lichide

FLUIDITATEA DE TURNARE A METALELOR SI A ALIAJELOR LICHIDE

a. Generalitati.

Fluiditatea de turnare a aliajelor lichide reprezinta o proprietate tehnologica care caracterizeaza comportarea acestora la turnarea in forme in vederea obtinerii de piese turnate.

Fluiditatea de turnare caracterizeaza capacitatea aliajelor lichide de a curge prin canalele si cavitatile formelor de turnare in vederea umplerii complete a amprentei piesei din forma si de a reproduce cat mai fidel geometria amprentei, redand toate detaliile de configuratie.

Fluiditatea de turnare reprezinta o proprietate tehnologica deoarece este influentata nu numai de caracteristicile aliajului lichid, ci si de conditiile tehnologice in care se desfasoara turnarea.

b. Determinarea practica a fluiditatii de turnare a aliajelor lichide

Fluiditatea de turnare a aliajelor lichide se determina prin probe tehnologice.

Dupa principiul metodelor de determinare, probele tehnologice pentru determinarea fluiditatii de turnare se impart in trei grupe si anume:

-probe (metode) care se bazeaza pe curgerea aliajului lichid prin canale de sectiune mica si lungime mare, caz in care fluiditatea de turnare se  apreciaza dupa lungimea strabatuta de jetul de aliaj lichid in canal pana la solidificare;

-probe (metode) care se bazeaza pe umplerea unor cavitati (amprente) cu grosime variabila, caz in care fluiditatea se apreciaza dupa gradul de umplere al amprentei din forma;

-probe (metode ) care se bazeaza pe curgerea libera a aliajului lichid prin orificii cu sectiune mica, caz in care fluiditatea se apreciaza dupa cantitatea de aliaj scursa prin orificiu intr-un interval de timp determinat.

In practica din atelierele de turnatorie cele mai utilizate sunt probele din prima grupa deoarece au sensibilitate mai mare si se executa in conditii apropiate de cele ale turnarii pieselor in forme.

Din prima grupa fac parte : proba cu canal spiral (proba spirala), proba cu canal drept (proba dreapta), proba cu canal ondulat , proba cu canal in forma de "U" (proba "U"), proba cu canale verticale (proba harpa). Constructia formelor in care se toarna aceste probe, precum si principalele dimensiuni ale canalelor sunt aratate in figurile 1.22-1.25.

Proba spirala este cea mai raspandita proba pentru determinarea fluiditatii in atelierele de turnare. Fluiditatea de turnare se apreciaza dupa lungimea parcursa de jetul de aliaj lichid intr-un canal orizontal spiral cu sectiune trapezoidala. Forma se executa in rame de formare din acelasi amestec  de formare cu cel din care se realizeaza formele in care se toarna piesele. Pentru a se masura mai usor lungimea strabatuta de aliajul lichid, pe canal sunt executate adancituri mici la distante de 50mm, care se imprima pe spirala de metal solidificata in canal. Pentru o determinare corecta a fluiditatii prin aceasta metoda trebuiesc efectuate trei probe, iar fluiditatea de turnare se apreciaza prin media aritmetica a determinarilor.

Proba dreapta sau proba ondulata se caracterizeaza prin faptul ca intr-o forma se executa mai multe canale paralele (cu axa dreapta sau cu axa ondulata) care se ramifica dintr-un canal de distributie. De obicei intr-o forma se executa trei canale paralele pentru determinarea fluiditatii. Fluiditatea de turnare se exprima prin media aritmetica a lungimilor parcurse de aliajul lichid in cele trei canale. Are avantajul ca in cazul in care intr-unul din canale curgerea aliajului este perturbata de incluziuni care obtureaza canalul, aceasta se observa imediat ca urmare a diferentelor de lungime intre canale. In acest caz determinarea trebuie refacuta. Canalele au sectiune circulara sau patrata. Aceasta proba se utilizeaza in cazul cand piesele se toarna in miezuri sau in forme intarite chimic, iar formele pentru efectuarea determinarii se executa din acelasi tip de amestec de formare.

Proba "U", se utilizeaza in special in cazul aliajelor neferoase care se toarna in forme metalice. Proba se toarna de asemenea intr-o forma metalica cu plan de separatie vertical. Palnia se executa de obicei din amestec de miez pentru a se diminua racirea aliajului lichid in palnie. Canalul in forma de "U" are doua zone. Prima zona dreapta, descendenta si zona curbata cu diametru mai mare, reprezinta practic piciorul palniei (sau canalul principal de turnare). A doua zona cu diametru ingust cuprinde portiunea dreapta ascendenta, si reprezinta canalul pentru masurarea fluiditatii de turnare. Fluiditatea de turnare se exprima prin lungimea parcursa de metal in canalul ascendent cu diametru mic. Aceasta metoda are avantajul ca forma in care se realizeaza determinarea este metalica, astfel ca aceeasi forma (cochila) se utilizeaza la efectuarea unui numar mare de determinari. Metoda are dezavantajul ca forma metalica se incalzeste la turnari repetate, iar temperatura cochilei are influenta mare asupra rezultatelor. De aceea trebuie sa se ia masuri ca temperatura cochilei in care se realizeaza determinarea sa fie de fiecare data aceeasi si sa corespunda cu temperatura cochilelor in care se toarna in mod obisnuit piesele din aliajul respectiv.

Proba harpa se caracterizeaza prin aceea ca intr-o forma sunt executate in paralel mai multe canale (12 canale) verticale cu diametre diferite (intre 1 si 14mm). Are avantajul ca permite sa se analizeze influenta diametrului canalului asupra fluiditatii de turnare. Forma pentru turnarea probei are insa o constructie mai complicata.

La toate probele de determinare a fluiditatii de turnare din prima grupa, rezultatele sunt influentate de presiunea exercitata de metalul din palnie, respectiv din reteaua de turnare, la nivelul intrarii in canalele pentru determinarea fluiditatii. De aceea pentru ca rezultatele sa fie comparabile, ramele de formare in care se executa formele pentru realizarea determinarilor trebuie sa aiba o inaltime constanta, iar oala de turnare trebuie sa fie mentinuta la aceeasi inaltime (cat mai redusa) deasupra palniei retelei de turnare.

Dintre probele din grupa a doua, cele mai cunoscute sunt proba pana si proba sferica.

Proba pana consta in turnarea aliajului lichid intr-o forma metalica care contine o amprenta cu sectiune triunghiulara. In figura 1.25 este aratata constructia cochilei in care se toarna proba si modul de masurare a indicelui de fluiditate. Fluiditatea de turnare se exprima dupa lungimea coltului ascutit al cavitatii care nu se umple ca urmare a racirii aliajului lichid si a cresterii tensiunii superficiale a acestuia. Cu cat lungimea coltului care nu se umple (masurat de la varful amprentei pana la punctul de tangenta al zonei curbe cu linia dreapta) este mai mare, fluiditatea de turnare este mai mica.

Proba sferica se toarna de asemenea in forme metalice. Variatia grosimii amprentei in care se toarna proba se realizeaza prin introducerea in locasul din cochila a unei bile sferice si a unei pene care sunt in contact. Fluiditatea de turnare se apreciaza dupa distanta de patrundere a aliajului lichid in spatiul dintre sfera si pana si se exprima prin semidiferenta diametrelor gaurii care se obtine in proba turnata. Indicele de fluiditate se calculeaza prin relatia: I_F=(D-d)/2 , unde "D" este diametrul mare al orificiului obtinut in piesa; "d" este diametrul mic al orificiului determinat de patrunderea aliajului in coltul amprentei creat la tangenta dintre sfera si pana. De obicei diametrul bilei de metal utilizata la realizarea formei este D=20mm. In figura 1.26 este aratata constructia formei pentru turnarea  probei si modul de masurare a diametrelor "D" si "d" la proba turnata.

Determinarea fluiditatii de turnare prin probe din grupa a doua sunt recomandate in cazul aliajelor neferoase turnate in cochile (forme metalice). Aceste probe au dezavantajul ca au sensibilitate mai mica. De asemenea au dezavantajul ca temperatura cochilei influenteaza rezultatul determinarii. De aceea trebuie ca la executarea determinarii, cochilele sa fie incalzite intotdeauna la aceeasi temperatura, care sa corespunda cu temperatura de preincalzire a formelor metalice in fluxul tehnologic de turnare din atelierul de turnare.

Probele din grupa a treia de determinare a fluiditatii de turnare se utilizeaza mai mult in laborator. Principiul determinarii este prezentat in fig. 1.27. Fluiditatea se exprima prin volumul de aliaj lichid care curge prin orificiul ingust al unui creuzet pana la incetarea curgerii sau intr-un timp determinat.

Fluiditatea de turnare a aliajelor lichide se determina atat in atelierele de turnare, cat si in laboratoarele de cercetare in urmatoarele scopuri:

a) Pentru verificarea capacitatii aliajului lichid de a umple formele de turnare in special in cazul pieselor cu pereti subtiri sau cu configuratii complexe. In acest caz se stabileste o limita inferioara a fluiditatii de turnare pe care aliajul trebuie sa o indeplineasca inainte de turnarea in forma. In astfel de cazuri limita superioara nu este precizata.

b) Pentru verificarea temperaturii aliajului de turnare la o compozitie chimica data (de exemplu la elaborarea aliajelor in cuptoare cu functionare periodica). In aceste conditii se poate impune atat o limita minima pentru fluiditate cat si o limita maxima (necesara pentru a preveni aparitia unor defecte cauzate de turnarea la o temperatura prea ridicata).

c) Pentru verificarea calitativa a pozitiei chimice a unui aliaj la elaborare in conditiile mentinerii constante a temperaturii de turnare a probei de fluiditate.

c.) Relatia de calcul a fluiditatii de turnare.

Este posibil sa se stabileasca o relatie de calcul a fluiditatii de turnare in cazul determinarii acesteia prin metodele bazate pe curgerea aliajului lichid in canale subtiri orizontale. Schema de principiu pentru stabilirea acestei relatii este prezentata in figura 1.28.

Relatia pentru calculul fluiditatii de turnare se stabileste luand in considerare bilantul termic intre varful jetului de aliaj lichid care curge prin forma si peretele formei. Se fac urmatoarele ipoteze simplificatoare:

-nivelul aliajului in palnia retelei de turnare este mentinut constant tot timpul determinarii;

-palnia si canalul principal vertical al retelei de turnare se umple  instantaneu;

-se neglijeaza racirea aliajului in palnie si in canalul vertical;

-curgerea aliajului in canalul orizontal inceteaza brusc, cand varful aliajului atinge temperatura de curgere zero (Tc₀) care corespunde unei fractii de aliaj solidificat, capabila sa stopeze inaintarea aliajului;

-pana la incetarea curgerii aliajul curge in canalul orizontal cu viteza constanta, determinata de presiunea aliajului din reteaua de turnare;

-schimbul de caldura cu forma se produce prin convectie prin suprafata laterala a canalului orizontal;

-caldura cedata de varful jetului este preluata in totalitate de peretele formei.

La aliajele care au interval de solidificare , temperatura de curgere zero (Tc₀) este situata intre temperatura lichidus (T_l) si temperatura solidus (T_s), fiind temperatura la care ponderea cristalelor solidificate in masa aliajului este suficient de mare pentru a opri curgerea aliajului. La aliajele eutectice sau la metalele pure cu solidificare la temperatura constanta, temperatura de curgere zero este egala cu temperatura solidus (Tc₀=T_s), iar curgerea inceteaza in momentul cand ponderea cristalelor solidificate este suficienta pentru stoparea curgerii aliajului.

Pentru stabilirea relatiei de calcul a fluiditatii de turnare vom analiza cazul unui aliaj cu interval de solidificare avand T_l-temperatura lichidus si T_s-temperatura solidus. Se noteaza S aria sectiunii transversale a canalului orizontal din forma si P perimetrul acestei sectiuni. Se considera ca varful jetului inainteaza in canal cu distanta "l", pana la oprire ca urmare a atingerii temperaturii de curgere zero Tc₀. In timpul inaintarii prin canal pe distanta "l", varful cedeaza peretelui formei, caldura de supraincalzire Q₁, corespunzand racirii de la temperatura de turnare T_t la temperatura lichidus T_l, si caldura latenta de solidificare Q₂, corespunzand raciriii intre T_l si T_s si solidificarii fractiei de masa "x", care determina incetarea curgerii la Tc_o.

Caldura totala cedata de varful jetului de aliaj este preluata de peretele formei prin convectie, prin suprafata laterala a canalului formei pe lungimea parcursa.

Ecuatia de bilant termic intre aceste calduri este:

Q₁+Q₂=Q. (1.69.)

Caldurile cedate de varful jetului de aliaj se calculeaza in functie de caldura specifica a aliajului lichid (c_l) si de caldura latenta de solidificare (L), astfel:

Q₁=VrC_l(T_t-T_l)   (1.70.)

Q₂=VrC_l(T_l-Tc_o)+xVrL (1.71.)

Caldura preluata prin convecsie de peretele formei se calculeaza prin relatia:

Q=aPa(T_m-T_fo)t  (1.72.)

In aceste relatii s-au utilizat notatiile:

V= volumul varfului rece al jetului de aliaj;

S - sectiunea canalului;

r= densitatea aliajului lichid;

C_l= caldura specifica medie a aliajului lichid pentru intervalul de temperatura considerat;

x-fractia solida la care inceteaza curgerea aliajului;

Tc_o-temperatura de curgere zero a aliajului;

a-coeficientul de schimb de caldura prin convectie la suprafata de contact aliaj-forma;

P- perimetrul sectiunii canalului din forma;

T_m- temperatura medie a varfului aliajului lichid in timpul curgerii prin canalul formei;

T_fo- temperatura initiala a formei de turnare;

a-lungimea varfului jetului care se solidifica si opreste curgerea.

Inlocuind acesti termeni in ecuatia de bilant se obtine:

a▪ P▪ ▪a ▪(T_m-T_fo)t=Vr[c_l(T_t-Tc_o)+xL]

Timpul de curgere (t) se poate exprima prin relatia:

, (1.73.)

unde "v" este viteza de curgere a aliajului in canalul orizontal; "l"-lungimea parcursa; "m"-coeficientul de viteza la curgere prin canal; "g"- acceleratia gravitationala; "H"- inaltimea coloanei de aliaj din reteaua de turnare in raport cu axa canalului orizontal.

Volumul varfului de aliaj "V" se poate inlocui de asemenea prin relatia: V=S a

Efectuand aceste inlocuiri si explicitand "l" lungimea parcursa de jetul de aliaj , se obtine:

In aceasta relatie se mai poate inlocui raportul , unde R_h este raza hidraulica a sectiunii canalului pentru determinarea fluiditatii de turnare. Se obtine in acest caz:

  

Temperatura medie a aliajului lichid la curgerea prin canalul formei este:

 

d.)Factorii care influenteaza fluiditatea de turnare.

Relatia de calcul a fluiditatii de turnare pune in evidenta factorii care influenteaza fluiditatea de turnare a aliajelor lichide. Acesti factori de doua tipuri: factori directi si factori indirecti.

Factorii de influenta directa (factori directi ) sunt factorii care apar in relatia de calcul a fluiditatii (exemplu: R_h, r, c_l, T_t, Tc_o, x, L, m, H, a, T_fo, T_m).

Factorii de influenta indirecta sunt factori care nu apar in relatia de calcul a fluiditatii, dar care influenteaza termenii din aceasta relatie.(ex: rugozitatea formei, compozitia chimica a aliajului, coeficientul de conductibilitate termica a aliajului, coeficientul de conductibilitate termica a formei, caldura specifica a formei, geometria retelei de turnare, etc.).

Dupa natura lor, factorii care influenteaza fluiditatea de turnare se impart in trei categorii: factori dependenti de natura aliajului lichid, factori dependenti de natura formei de turnare si factori dependenti de conditiile de turnare.

Cei mai importanti factori dependenti de natura aliajului lichid sunt: compozitia chimica, marimea intervalului de solidificare, caldura specifica, caldura latenta de solidificare, conductibilitatea termica a aliajului.

Intervalul de solidificare al aliajului influenteaza fluiditatea de turnare reala a aliajelor lichide prin pozitia temperaturii de curgere zero (Tc_o) in raport cu temperatura solidus (T_s) si prin influenta pe care intervalul de solidificare o are asupra formei cristalelor care se formeaza la suprafata frontului de cristalizare.

Temperatura de curgere zero (Tc_o) la care inceteaza curgerea unui aliaj, corespunde unei fractii de 20 30% de faza solida in masa aliajului. Pozitia curbei temperaturii de fluiditate zero (Tc_o) in raport cu intervalul de solidificare este aratata in figura 1.29 pentru un sistem de aliaje care formeaza eutectic.

Forma cristalelor aliajului lichid are influenta asupra fluiditatii de turnare. Daca cristalele au forma compacta, frontul de solidificare are o rugozitate mai mica si creeaza o rezistenta hidrodinamica mai mica la curgerea aliajului. Daca cristalele au o forma dendritica cu ramificatii mari si suprafata specifica mare, frontul de solidificare are o rugozitate mare. Ramurile dendritelor creeaza o rezistenta hidrodinamica mai mare pentru curgerea aliajului. In acelasi timp ramurile dendritelor se rup si sunt antrenate in suspensie de jetul de aliaj marind astfel vascozitatea aliajului care curge prin forma. Din aceasta cauza , in cazul aliajelor care formeaza cristale dendritice, temperatura de curgere zero corespunde unei fractii mai mici de aliaj solidificat (20 30%) in timp ce in cazul aliajelor care formeaza cristale compacte, curgerea zero apare la fractii mai mari de aliaj solidificat (de exemplu 30

Metalele pure si aliajele eutectice si compusii chimici cristalizeaza la temperaturi constante, formand cristale cu compozitie constanta. In aceste conditii cristalele se pot dezvolta in toate directiile si au forma compacta, cu dendrite slab ramificate, care formeaza o crusta compacta la suprafata piesei. Frontul de solidificare are un aspect relativ neted, iar aliajul cuprins in interiorul crustei solidificate poate curge usor, asa cum este aratat in figura 1.30a.

La aliajele cu interval mare de solidificare, care formeaza solutii solide, cristalele cresc intr-un interval de temperatura, in conditiile variatiei compozitiei chimice si a segregatiei dendritice. Ca urmare ele cresc preferential intr-o anumita directie formandu-se dendrite ramificate ca in figura 30b. Cristalele dendritice ajung in contact unele cu altele formand un schelet continuu cu spatii libere intre ramificatii. Suprafata frontului de solidificare are rugozitate mare si are un efect mai mare de franare a curgerii. Mecanismul descris mai sus are loc in cazul curgerii cu viteze de curgere foarte mici (de exemplu in cazul alimentarii din maselota). In cazul curgerii obisnuite la umplerea formei, ramificatiile dendritelor se rup fiind antrenate de curentul de lichid. Se formeaza astfel suspensii vascoase care curg mai lent si care inceteaza rapid sa curga. De aceea aliajele cu interval mare de solidificare au fluiditate de turnare reala mai mica in raport cu metalele pure si cu aliajele care se solidifica la temperatura constanta. In figura 1.31 este aratata variatia fluiditatii de turnare reale a aliajelor dintr-un sistem cu solubilitate partiala variabila cu temperatura a componentilor, care formeaza compus definit si prezinta si transformari eutectice.

Natura aliajelor influenteaza asupra fluiditatii de turnare si prin intermediul proprietatilor termofizice si prin temperatura lichidus. Dupa cum se observa din relatia de calcul a fluiditatii de turnare, caldura pe care aliajul trebuie sa o cedeze pentru a se raci pana la Tc_o, este mai mare cu cat caldura specifica si densitatea aliajului sunt mai mari. Ca urmare, cu cresterea acestor coeficienti (C_e, r_e), aliajul trebuie sa cedeze o cantitate mai mare de caldura pentru a se raci la Tc_o. Racirea dureaza un timp mai indelungat, iar fluiditatea de turnare creste. Coeficientul de conductivitate termica (l) are o influenta inversa asupra fluiditatii de turnare. Daca aliajul are o conductivitate termica ridicata, caldura din interior se transmite mai rapid spre peretele formei, producandu-se o racire mai rapida a aliajului pe toata sectiunea jetului.

Caldura latenta de solidificare (topire) influenteaza fluiditatea in acelasi mod ca si caldura specifica. Caldura latenta care se elibereaza la formarea primelor cristale in timpul curgerii contribuie la mentinerea temperaturii ridicate a aliajului lichid nesolidificat si ca urmare fluiditatea de turnare creste cu cresterea caldurii latente de topire.

Temperatura lichidus a aliajului influenteaza fluiditatea de turnare indirect. Cu cat temperatura lichidus T_l este mai mare, creste si temperatura de turnare T_t, si ca urmare creste diferenta de temperatura intre aliajul lichid si forma (creste termenul T_med -T_fo din relatia de calcul a fluiditatii de turnare). Din aceasta cauza creste intensitatea schimbului de caldura prin convectie  intre aliaj si forma. Aliajul cedeaza caldura de supraincalzire intr-un timp mai scurt, iar fluiditatea de turnare scade.

Influenta caldurii specifice si a caldurii latente de cristalizare este in general aceeasi la aliaje ca si la metalele pure. Totusi la unele aliaje hipereutectice se constata ca influenta caldurii latente de cristalizare devine hotaratoare. Aceasta se intampla la acele aliaje hipereutectice la care drept faza primara se separa metaloizi (Al-Si, Fe-C, Pb-Sb). La aceste aliaje fluiditatea de turnare continua sa creasca  in domeniul hipereutectic, desi faza primara se separa la temperaturi mai inalte. Aceasta deplasare a maximului de fluiditate de turnare spre compozitii hipereutectice se explica prin aceea ca aliajul isi pastreaza fluiditatea ridicata datorita caldurii latente degajate de faza solidificata. In figura 1.32 este prezentat cazul aliajelor aluminiu-siliciu, la care maximul fluiditatii de turnare este deplasat fata de compozitia eutectica spre compozitii hipereutectice.

Vascozitatea aliajelor influenteaza indirect fluiditatea de turnare. Vascozitatea influenteaza pierderile de energie si prin aceasta coeficientul de viteza "m" respectiv viteza "v" de curgere in canalele formei. Influenta vascozitatii este mare in special in cazul curgerii laminare cand coeficientul de pierdere de energie prin canalele formei este direct proportional cu vascozitatea. In cazul curgerii turbulente influenta vascozitatii asupra fluiditatii de turnare este mai redusa.

Tensiunea superficiala a metalelor si aliajelor are un rol important in procesele de turnare. Coeficientul de tensiune superficiala este corelat cu forma meniscului aliajului la varful jetului si cu tendinta de umectare a peretilor formei de catre aliaj.

Influenta tensiunii superficiale asupra fluiditatii de turnare se manifesta in special in cazul peretilor subtiri sau a umplerii colturilor ascutite.

In cazul aliajelor care au tensiune superficiala mare, aliajele nu umecteaza peretii formei. Aceste aliaje formeaza la varful peretelui un menisc convex, iar fortele de tensiune superficiala creeaza o presiune care se opune inaintarii jetului in canale. De aceea capacitatea de curgere a aliajului prin canale inguste si in colturile ascutite scade, iar fluiditatea deturnare este evident mai mica.

In cazul aliajelor care au tensiune superficiala mica, aliajele umecteaza peretii formei. Aceste aliaje formeaza la varf menisc concav, iar fortele de tensiune superficiala creeaza o presiune in sensul curgerii aliajului in canale. Ca urmare aceste aliaje au fluiditate de turnare ridicata, ele avand o capacitate mare de umplere a formei si de reproducere a detaliilor fine ale acesteia. Astfel de aliaje sunt de exemplu aliajele Pb-Sn-Sb, care sunt folosite la turnarea literelor de tipar pentru tipografie.

Influenta naturii formei asupra fluiditatii de turnare

Natura formei influenteaza fluiditatea de turnare a aliajelor prin caracteristicile termofizice ale materialului formei (l_f-coeficient de conductibilitate termica, c_f- caldura specifica, r_f-densitatea formei). Aceste marimi influenteaza coeficientul de transfer termic la suprafata de contact metal-forma "a" si prin aceasta caldura preluata de forma in unitatea de timp prin unitatea de suprafata. Cu cat valorile acestor marimi termofozice sunt mai mari, varful jetului se raceste mai repede, iar fluiditatea de turnare scade.

Influenta conditiilor de turnare asupra fluiditatii de turnare a aliajelor lichide

Prin conditii de  turnare se intelege temperatura de turnare a aliajului lichid, temperatura formei, presiunea exercitata asupra aliajului lichid la intrarea amprenta formei.

Conditiile de turnare reprezinta factori tehnologici asupra carora de cele mai multe ori este relativ usor sa se actioneze in atelierele de turnare a metalelor. In plus conditiile tehnologice au o influenta mare asupra fluiditatii de turnare.

Dintre factorii tehnologici cea mai mare importanta o prezinta temperatura de turnare a aliajului T_t. Cu cresterea temperaturii de turnare in raport cu temperatura de curgere zero Tc_o, creste caldura de supraincalzire acumulata de aliaj. Astfel creste caldura pe care aliajul trebuie sa o cedeze formei pana la incetarea curgerii. Ca urmare creste durata in care aliajul se afla in stare de curgere, iar fluiditatea de turnare creste. In general pentru a se asigura o fluiditate de turnare buna, aliajele trebuiesc incalzite cu 50-100 C fata de temperatura lichidus. Supraincalzirea necesara depinde de caracteristicile termofizice ale aliajului, de natura formei si de configuratia si dimensiunile piesei turnate. Temperatura de turnare reprezinta factorul asupra caruia se poate interveni cel mai usor in procesul tehnologic de realizare a pieselor turnate in vederea influentarii fluiditatii de turnare.

Temperatura formei de turnare T_fo, are de asemenea influenta mare asupra fluiditatii de turnare. Caldura cedata de varful aliajului turnat, formei de turnare in unitatea de timp prin unitatea de suprafata este proportionala cu diferenta de temperatura dintre aliaj si forma. Cu cresterea temperaturii formei, caldura cedata de aliaj in unitatea de timp, prin unitatea de suprafata scade, iar fluiditatea de turnare creste. Incalzirea formelor de turnare (preincalzirea cum este denumita in practica atelierelor de turnare) se aplica in mod curent in cazul turnarii in forme metalice in scopul maririi fluiditatii de turnare si a cresterii capacitatii aliajelor de a reproduce fidel detaliile amprentelor din forma.

Presiunea aliajului la intrarea in amprenta formei de turnare are de asemenea influenta indirecta asupra fluiditatii de turnare. La turnarea gravitationala (prin cadere libera) aceasta presiune depinde de inaltimea retelei de turnare, de inaltimea coloanei de aliaj in reteaua de turnare si chiar de inaltimea de mentinere a oalei de turnare deasupra palniei retelei de turnare. Presiunea aliajului determina viteza de curgere a aliajului in canalele formei, iar prin aceasta influenteaza fluiditatea de turnare. In cazul procedeelor de turnare sub presiune aliajul lichid este impins in amprenta din forma printr-o suprapresiune creata de instalatia de turnare cu scopul de a marii capacitatea de curgere a aliajului.

Datorita influentei pe care conditiile de turnare o au asupra fluiditatii de turnare la determinarea practica  a fluiditatii de turnare prin probe tehnologice in scopul controlului procesului tehnologic sau al compararii rezultatelor este necesar ca aceste conditii sa fie mentinute constante.

Fluiditatea de turnare reala, teoretica si practica

Asa cum s-a aratat la influenta conditiilor de turnare asupra fluiditatii de turnare, temperatura de turnare, respectiv gradul de supraincalzire deasupra temperaturii lichidus are o influenta mare asupra acestei proprietati tehnologice.

De aceea pentru a compara fluiditatea de turnare a doua aliaje sau pentru a analiza influentei compozitiei chimice a aliajelor asupra fluiditatii de turnare, temperatura de turnare a probelor tehnologice de fluiditate se poate stabili in mai multe moduri, iar in functie de aceasta concluziile pot fi diferite.

Pentru a se obtine o influenta reala a compozitiei chimice a aliajelor si respectiv a intervalului de solidificare asupra fluiditatii de turnare, temperatura de turnare a probelor trebuie sa se stabileasca la o supraincalzire constanta in raport cu temperatura de curgere zero (Tc_o). In acest caz temperatura de turnare pentru fiecare aliaj din sistem se stabileste conform relatiei T_t=Tc_o+DT=Tc_o+K (unde DT=K este constanta), asa cum s-a aratat in figura 1.33. Fluiditatea de turnare determinata si comparata in aceste conditii de turnare a probelor se numeste fluiditate de turnare reala. Fluiditatea reala cea mai mare corespunde aliajelor eutectice si metalelor pure, iar aliajele cu intervalul de solidificare maxim au fluiditatea de turnare reala cea mai mica. Determinarea fluiditatii de turnare reale este ingreunata de faptul ca temperatura de curgere zero (Tc_o), este dificil de stabilit.

Uneori temperatura de turnare a probelor de fluiditate se stabileste la o supraincalzire constanta in raport cu temperatura lichidus T_l, deoarece aceasta temperatura este cunoscuta din diagrama de echilibru. In acest caz temperatura de turnare a probelor de determinare a fluiditatii de turnare se stabileste conform relatiei T_t=T_l+DT=T_l+K (unde DT=K este constanta si reprezinta supraincalzirea in raport cu T_l)asa cum s-a aratat in figura 1.34. Fluiditatea de turnare determinata in aceste conditii se numeste fluiditate teoretica. Fluiditatea de turnare teoretica prezinta valori maxime in cazul aliajelor cu interval maxim de solidificare si valori minime in cazul metalelor pure si aliajelor eutectice. Fluiditatea de turnare teoretica ofera rezultate si concluzii inverse in raport cu fluiditatea de turnare reala. Aceasta se explica prin faptul ca in cazul determinarii fluiditatii teoretice supraincalzirea reala in raport cu temperatura de curgere zero (T_co) nu mai este constanta. In acest caz supraincalzirea reala a aliajelor cu interval mare de solidificare este mai mare, ceea ce determina o cantitate mai mare de caldura care trebuie cedata pana la incetarea curgerii.

In practica de obicei pentru determinarea fluiditatii de turnare, aliajele dinttr-un sistem se incalzesc toate la aceesi temperatura (T_t=constant) asa cum este aratat in figura 1.35. In acest caz gradul de supraincalzire in raport cu temperatura de curgere zero este de asemenea diferit. Cea mai mare supraincalzire in raport cu T_co o prezinta aliajele eutectice, iar cea mai mica metalele pure. Fluiditatea determinata in aceste conditii se numeste fluiditate de turnare practica. In acest caz fluiditatea de turnare cea mai mare o au aliajele eutectice, iar fluiditatea de turnare cea mai mica o au metalele pure.