После заливки жидкого металла в литейную форму он начинает охлаждаться, появляются центры кристаллизации, вокруг которых начинается рост кристаллов металла. Так как охлаждение происходит с поверхности отливки, то скорость затвердевания в наружных слоях максимальная, и она уменьшается по направлению к центру изделия. Скорость и время охлаждения зависит от температуры расплава, теплопроводности материала формы и теплопроводности затвердевающего сплава.
С увеличением скорости охлаждения увеличивается число центров кристаллизации, это ведёт к уменьшению величины зерна металла, что повышает его механические свойства. Следовательно, поверхность изделия будет иметь максимальную прочность, а средние части – минимальную. Однако быстрое охлаждение приводит к возникновению значительных термических напряжений.

Для предотвращения снижения механических свойств литых изделий из-за ошибок в их конструкции, которые могут привести к неудачному расположению кристаллов и появлению пористости, необходимо учитывать особенности процесса затвердевания при конструировании отливок, как показано на рисунке 2. Например, при использовании сплавов, имеющих большую усадку и склонных к ликвации, их конструируют так, чтобы затвердевание происходило снизу вверх, вследствие чего, усадочная раковина и ликвирующие включения перемещаются в верхнюю часть отливки Рисунок 1.

1 – усадочная раковина; 2 – прибыль; 3 – усадочная пористость; 4 – отливка
Рисунок 1 – Образование усадочной раковины в отливке

Классификация методов литья

В настоящее время существует довольно много различных методов литья, отличающихся как технологией, так и параметрами получаемых отливок. Каждый
метод литья может быть охарактеризован следующими критериями:

1. Кратность использования литейной формы.

а) Одноразовые формы – разрушаются при извлечении отливки.

б) Полупостоянные формы – используются для изготовления нескольких
десятков отливок.

в) Многоразовые формы – используются для получения сотен, тысяч и десятков тысяч отливок.

2. Максимальная масса отливки.

3. Минимальная толщина стенки отливки.

4. Шероховатость поверхности отливки.

5. Характер производства, в котором используется данный метод литья – единичное, серийное, средне- и крупносерийное, массовое производство.