Холодные трещины возникают в области упругих деформаций, когда сплав полностью затвердел. Тонкие части отливки охлаждаются и сокращаются быстрее, чем толстые. В результате в отливке образуются напряжения, которые и вызывают появление трещин. Холодные трещины чаще всего образуются в тонкостенных отливках сложной конфигурации и тем больше, чем выше упругие свойства сплава, чем значительнее его усадка при пониженных температурах и чем ниже его теплопроводность.

Коробление — изменение формы и размеров отливки под влиянием внутренних напряжений, возникающих при охлаждении.

Огнеупорность — способность смеси и формы сопротивляться размягчению или расплавлению под воздействием температуры расплавленного металла. Чем крупнее песок, тем меньше в нем примесей и пыли и чем больше кремнезема, тем более огнеупорна смесь. При низкой огнеупорности на поверхности отливки образуется пригар - прочное соединение формовочной или стержневой смеси с поверхностью отливки.

Газопроницаемость — способность смеси пропускать через себя газы. Газопроницаемость тем выше, чем больше песка в формовочной смеси и чем он крупнее, а также чем меньше содержание глины в формовочной смеси.

Пластичность — способность деформироваться без разрушения и точно воспроизводить отпечаток модели.

Податливость — способность формы или стержня сжиматься при усадке отливки

2. Способы художественной обработки металлов

2.1. Ковка

Техника ручной ковки – пластической обработки раскалённого железа – известна с незапамятных времён, и кузнечное оборудование – горн, мехи, наковальни различных фасонов, молотки и клещи – почти ничего не изменилось и до наших дней. При помощи этого нехитрого оборудования металл расковывался, плющился, сгибался, растягивался, рассекался, сваривался. Вплоть до XVIII века слесарных приёмов в кузнечном деле не применяли.

На территории России из всех промыслов наиболее широко был распространён кузнечный. Каждый город имел по несколько кузниц, а иногда и великое множество их, если под рукой имелись железные руды.

В архитектуре кованые изделия кузнечных дел мастеров встречаются очень часто. В прошлом они были распространены довольно широко, и, прежде всего на церквях, домах знати, промышленников, купцов, и на общественных зданиях. Решётки балконов, ворот и калиток, оконные решётки и ограждения лестниц, ограды и кронштейны были в основном кованными. Лёгкие и достаточно прочные по сравнению с литыми, кованые решётки имели широкое применение ещё и потому, что в силу распространения кузнечного дела, такие архитектурные изделия, как, впрочем, и любые другие предметы и вещи (к примеру, хозяйственно – бытового назначения), можно было изготовить и быстро, и без особого труда.

И русский классицизм, и русский стиль, и русский модерн получили отражение в архитектурных металлических изделиях.

К числу наиболее ранних кованых изделий относятся различные по назначению ручки, засовы, петли, жиковины, которые со временем становились всё разнообразнее по художественным формам, рисункам.

Широко использовалось кованое железо и на всевозможных решётках для окон и полотнах для дверей амбаров и церквей. Кованые светцы, ухваты, кочерги и другие необходимые в быту предметы и вещи в изобилии изготавливались кузнецами не только для нужд горожан и окрестного населения, но и иногда на вывоз за границу.

Двери в дом и ворота на усадьбу, участок человек украшал издревле и во все времена. Особенно украшались ворота в город, в крепость и двери храмов и богатых домов. Функциональное их назначение - прикрыть от недруга и от непогоды - прозаично. Но с развитием художественного начала в человеке неудержимо прорывается желание украсить окружающее, сработанное его руками, и проявить своё художественное "я". И прежде всего это касалось вещей, предметов быта, построек.

То, что сохранилось к нашему времени из архитектурно – утилитарных кованых изделий, относится в основном к XIX веку, но встречаются изделия и XVIII столетия. Из-за частых случаев пожаров менялось не одно поколение деревянных построек, но очень часто металлические детали со сгоревшего дома ещё долго служили человеку в новом строении. Уже изъеденные ржавчиной ручки и запоры, жиковины и петли кузнечной работы на воротах и калитках старинных построек привлекают внимание и необычностью очертаний, и в то же время своей прочностью, и какой – то надёжностью.

Кованые ручки были чаще всего S – образной формы. Реже встречаются ручки – кольца, которые ещё называют билами, так как такой ручкой можно стучать, то есть бить в дверь.

Всего, конечно, осветить невозможно, потому что кузнечные изделия применялись так широко, что, пожалуй, в стародавние времена трудно было отыскать строение, где бы ни приложил руку кузнец. Архитектурные элементы и детали из утилитарных изделий превратились в поистине художественные украшения, где орнамент композиции кованого металла не только не отделим от конструкции, а даже стремится подчинить её себе, включая в себя целиком.

И сама форма решёток или любых других изделий состоит из узора, где ритм орнамента руководит, направляет изгибы железного прута или полосы, заставляя их виться упругими завитками и спиралями.

Но и металл предъявляет свои требования к рисунку: свойства его, как материала, диктуют свои условия. И их ковалю необходимо хорошо знать. Только тогда и можно добиться подлинного успеха, когда в изделии найдут воплощение и красота, и прочность, и соответствие своему назначению. К этому и стремились мастера кузнечного ремесла.

2.2. Литье

Этот вид обработки металла осуществляется с помощью различных формовочных приспособлений, где из расплавленной жидкой металлической массы получают необходимое изделие.

Существуют различные способы отливки вещей и предметов разных размеров. Из них наиболее распространены отливка в земляные формы, по выплавляемым моделям, в оболочковые формы, в металлические формы под давлением.

При первом способе по модели, которая может быть из гипса, дерева, пластмассы или металла, из формовочной смеси готовят литейную форму, которую и заполняют жидким металлом. При этом сама форма при извлечении отливки разрушается, она используется только один раз. От свойств формовочной земли – смеси песка и глины – зависит качество отливки. Земляные формы готовят в специальных ящиках и опоках.

При втором способе модель, изготовленная из смеси парафина и стеарина (в прошлом применяли воск), в жидком виде удаляется из формы, после чего образовавшиеся пустоты заполняются расплавленным металлом.