Alumīnija lējumu veiktspējas raksturlielumi parasti tiek saprasti kā īpašību kombinācija, kas ir pamanāma veidnes-pildīšanas, kristalizācijas un dzesēšanas posmos. Tie ietver plūstamību, saraušanos, blīvējumu, liešanas spriegumu un elpojamību. Šie alumīnija sakausējumu raksturlielumi ir atkarīgi no sakausējuma sastāva, bet ir saistīti arī ar kalšanas faktoriem, sakausējuma sildīšanas temperatūru, veidņu sarežģītību, vārtu un stāvvadu sistēmu un vārtu formu.
1. Šķidrums: plūstamība attiecas uz izkausēta sakausējuma spēju aizpildīt veidni. Šķidruma specifikācijas nosaka, vai sakausējumu var izmantot sarežģītu lējumu kalšanai. Eitektiskajiem alumīnija sakausējumiem parasti ir labāka plūstamība.
Šķidrumu ietekmē daudzi faktori, parasti sastāvs, temperatūra un niķeļa hidroksīda, metālu savienojumu un citu piesārņojošu cieto daļiņu klātbūtne uz izkausētā sakausējuma. Tomēr galvenie ārējie faktori ir liešanas temperatūra un liešanas spiediens (pazīstams kā liešanas spriegums).
Faktiskajā ražošanā, ņemot vērā fiksētu sakausējuma sastāvu, papildus kausēšanas procesa stiprināšanai (rafinēšana un izdedžu noņemšana), ir jāuzlabo arī liešanas process (smilšu veidņu caurlaidība, metāla veidņu atgaisošana un temperatūra) un jāpaaugstina liešanas temperatūra, nemainot liešanas kvalitāti, lai nodrošinātu sakausējuma plūstamību.
2. Saraušanās
Saraušanās ir viena no galvenajām alumīnija sakausējumu īpašībām. Vispārīgi runājot, sakausējuma procesu no šķidruma ieliešanas līdz sacietēšanai un atdzesēšanai līdz istabas temperatūrai var iedalīt trīs posmos: šķidruma saraušanās, sacietēšanas saraušanās un cietā saraušanās. Sakausējuma saraušanās ir izšķiroša ietekme uz lējumu kvalitāti, ietekmējot saraušanās porainību, sprieguma veidošanos, plaisu veidošanos un izmēru izmaiņas. Liešanas saraušanās parasti tiek sadalīta tilpuma saraušanās un lineārā saraušanās. Faktiskajā ražošanā sakausējuma saraušanās mērīšanai parasti izmanto lineāro saraušanos.
Alumīnija sakausējumu saraušanās specifikācija parasti tiek aprakstīta procentos, ko sauc par saraušanās ātrumu.
(1) Tilpuma saraušanās
Tilpuma saraušanās ietver šķidruma saraušanos un sacietēšanas saraušanos. No liešanas līdz sacietēšanai izkausētais sakausējums tiek pakļauts makroskopiskai vai mikroskopiskai saraušanai vēlākos sacietēšanas reģionos. Šī makroskopiskā saraušanās porainība, ko izraisa saraušanās, ir redzama ar neapbruņotu aci un tiek iedalīta koncentrētā saraušanās porainībā un caurlaidīgā saraušanās porainībā. Koncentrēta saraušanās porainība ir liela un koncentrēta, sadalīta lējuma augšpusē vai biezos, karstajos punktos. Caurlaidīgā saraušanās porainība ir izkliedēta un neliela, galvenokārt sadalīta liešanas šarnīros un karstajos punktos. Mikroskopiskā saraušanās porainība ir neredzama ar neapbruņotu aci un lielākoties tiek izplatīta zem graudu robežām vai starp dendritiem.
Saraušanās porainība un vaļīgums ir nozīmīgi lējumu defekti, ko izraisa šķidruma saraušanās, kas pārsniedz cieto saraušanos. Ražošana ir parādījusi, ka jo zemāks ir lietā alumīnija sakausējuma sacietēšanas diapazons, jo vairāk tas ir pakļauts koncentrētai saraušanās porainībai; jo plašāks ir sacietēšanas diapazons, jo vairāk tas ir pakļauts caurlaidīgai saraušanās porainībai. Tāpēc konstrukcijai ir jānodrošina, lai lietais alumīnija sakausējums atbilstu secīgas sacietēšanas principam, kas nozīmē, ka lējuma tilpuma saraušanās no šķidruma līdz sacietēšanas stadijai ir jākompensē ar izkausētu sakausējumu, lai saraušanās porainība un vaļīgums būtu koncentrēti lējuma ārējos stāvvados. Alumīnija sakausējuma lējumiem, kuriem ir nosliece uz porainību, ir nepieciešams vairāk stāvvadu nekā koncentrētai saraušanās porainībai, un aukstumiekārtas ir jānovieto vietās, kur ir tendence uz porainību, lai palielinātu dzesēšanas ātrumu un nodrošinātu vienlaicīgu vai ātru sacietēšanu.
(2) Lineārā saraušanās: Lineārā saraušanās tieši ietekmē lējuma kvalitāti. Jo lielāka lineārā saraušanās, jo lielāka ir plaisu un spriedzes tendence alumīnija lējumā; jo lielākas ir lējuma izmēru un formas izmaiņas pēc atdzesēšanas.
Dažādiem alumīnija sakausējumiem ir atšķirīgs kalšanas saraušanās ātrums. Pat vienam un tam pašam sakausējumam dažādiem lējumiem būs atšķirīgs saraušanās ātrums. Tajā pašā lējumā atšķirsies arī garuma, platuma un augstuma saraušanās rādītāji. Atbilstošā likme jānosaka, pamatojoties uz faktisko situāciju.
3. Karstā plaisāšana: karstās plaisas alumīnija lējumos galvenokārt rodas tāpēc, ka saraušanās spriegums pārsniedz savienojuma izturību starp metāla graudiem. Lielākā daļa plaisu veidojas gar graudu robežām. Vērojot plaisas lūzuma virsmu, atklājas, ka metāls pie plaisas parasti tiek oksidēts un zaudē savu metālisko spīdumu. Plaisas stiepjas gar graudu robežām, ir robainas formas, platākas no virsmas un šaurākas iekšpusē, un dažas pat iziet cauri visai lējuma gala virsmai. Dažādiem alumīnija sakausējuma lējumiem ir dažādas plaisāšanas tendences. Tas ir tāpēc, ka jo lielāka ir atšķirība starp temperatūru, kurā sacietēšanas procesā sāk veidoties pilnīgs kristālisks karkass, un sacietēšanas temperatūru, jo lielāka sakausējuma saraušanās un spēcīgāka ir tendence veidoties karstām plaisām. Pat vienam un tam pašam sakausējumam karsto plaisu veidošanās tendence var atšķirties tādu faktoru dēļ kā pelējuma izturība, liešanas struktūra un liešanas process. Ražošanā, lai novērstu plaisāšanu, bieži tiek izmantoti tādi pasākumi kā atsitiena{8}}veidņu izmantošana vai alumīnija lējumu vadu sistēmas uzlabošana. Karsto plaisu gredzenu metodi parasti izmanto, lai atklātu karstās plaisas alumīnija lējumos.
4. Blīvēšanas veiktspēja Alumīnija lējumu blīvējuma veiktspēja attiecas uz ūdens necaurlaidības līmeni dobuma{1}}tipa alumīnija lējumos augsta spiediena gāzes vai šķidruma ietekmē. Blīvēšanas veiktspēja būtībā atspoguļo lējuma iekšējās struktūras blīvumu un skaidrību.
Alumīnija lējumu blīvēšanas veiktspēja ir saistīta ar sakausējuma īpašībām. Jo zemāks sakausējuma sacietēšanas diapazons, jo mazāka ir tendence attīstīties porainībai un mazāka ir porainības veidošanās, kas nodrošina labāku blīvēšanas veiktspēju. Tā paša alumīnija liešanas sakausējuma hermētiskums ir saistīts arī ar liešanas procesu. Piemēram, pazeminot lējuma temperatūru, izmantojot aukstumu, lai paātrinātu dzesēšanu, un ļaujot sacietēt zem spiediena, tas viss var uzlabot alumīnija lējumu hermētiskumu. Lējumu hermētiskumu var arī uzlabot, izmantojot impregnēšanu noplūžu blīvēšanai.
