Трещиноустойчивость. С усадкой металла связаны напряженно-деформированное состояние отливки и опасность возникновения в ней трещин.
Из производственного опыта литья в кокиль известно, что с повышением содержания углерода и Si склонность чугуна к образованию трещин заметно снижается. По данным, полученным при заливке в кокиль кольцевых проб, увеличение содержания Мn с 0,5 до 0,9% повышает трещиноустойчивость чугуна, дальнейшее увеличение Мn приводит к отрицательным результатам.
Практикой получения тонкостенных чугунных отливок в кокилях с металлическими стержнями установлено, что поверхностный отбел способствует образованию усадочных трещин. Связано это, по-видимому, с очень низкой пластичностью и относительно высокой усадкой цементитной корочки. Все мероприятия, обеспечивающие получение чугуна без отбела, способствуют повышению трещиноустойчивости отливок.
Поражаемость газовыми и неметаллическими включениями при литье в песчаные формы. Объясняется это тем, что в кокиле значительно меньше источников образования указанных дефектов, чем в песчаных формах.
При литье чугуна основными источниками газовых дефектов являются влага, адсорбированная на поверхности кокиля, продукт окисления материала кокиля и, наконец, воздух, находящийся в объеме рабочей полости кокиля. Что касается выделения газа при нагреве кокильных покрытий, то оно зависит от их состава и режима нанесения.
Для исключения опасности образования в отливке газовых раковин из-за воздуха, находящегося в объеме рабочей полости кокиля, последний должен иметь систему вентиляционных каналов.
Неметаллические включения в чугуне могут вноситься извне и образовываться при взаимодействии примесей и газов, находящихся в металле. При литье в кокиль борьба с растворимыми включениями облегчается с увеличением скорости затвердевания, количество примесей и их размеры уменьшаются.
Особенности микроструктуры.Повышенная скорость затвердевания отливки при литье в кокиль повышает степень графитизации, увеличивает количество и дисперсность перлита, измельчает графитные включения, что приводит к улучшению механических и специальных свойств СЧ. Однако большая скорость охлаждения и ее неравномерность по сечению отливки могут привести к образованию особых структур, неодинаковых в разных слоях с необычным их чередованием в отливках.
Получение при литье в кокили благоприятной структуры чугуна гарантирует отливкам более высокие, чем в случае литья в песчаные формы, механические свойства и герметичность. Литье чугуна в кокиль повышает его свойства до уровня, сопоставимого со свойствами литой и сортовой стали, а трудоемкость получения деталей при этом снижается почти на 50 %.