Ποιες είναι οι αιτίες των ελαττωμάτων ρωγμών από χυτό χάλυβα;

Η εμφάνιση ελαττωμάτων ρωγμών σε μέρη από χυτό χάλυβα είναι ένα πολύ κοινό και πολύπλοκο πρόβλημα, το οποίο περιλαμβάνει ολόκληρη την αλυσίδα παραγωγής από την τήξη, τη διαδικασία χύτευσης έως την επακόλουθη επεξεργασία. Οι ρωγμές προκαλούνται βασικά από εσωτερικές τάσεις (κυρίως θερμικές και τάσεις συρρίκνωσης) που υπερβαίνουν το όριο αντοχής του υλικού σε αυτή τη θερμοκρασία.

Συνήθως, οι ρωγμές χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: τις θερμές ρωγμές και τις ψυχρές ρωγμές.

1, Η θερμή ρωγμή εμφανίζεται στο τελευταίο στάδιο ή λίγο μετά τη στερεοποίηση του τηγμένου χάλυβα, όταν το μέταλλο βρίσκεται σε κατάσταση συνύπαρξης στερεού-υγρού με χαμηλή αντοχή και πλαστικότητα. Θερμοκρασία εμφάνισης: συνήθως κοντά στη γραμμή solidus (περίπου 1300-1450 ° C). Χαρακτηριστικά: Το τμήμα της ρωγμής είναι έντονα οξειδωμένο, εμφανίζεται μαύρο ή μπλε, με ελικοειδή και ακανόνιστο σχήμα.

κύρια αιτία:

1. Δομικός σχεδιασμός χυτών: Οι υπερβολικές διαφορές στο πάχος του τοιχώματος και οι ανομοιόμορφες μεταβάσεις στις συνδέσεις έχουν ως αποτέλεσμα ανομοιόμορφη ψύξη και σημαντική θερμική καταπόνηση.

2. Αδικαιολόγητη σχεδίαση του συστήματος έκχυσης: Το σπρέι είναι πολύ συγκεντρωμένο ή δεν είναι σωστά τοποθετημένο, με αποτέλεσμα τοπική υπερθέρμανση, η οποία τελικά στερεοποιείται σε αυτήν την περιοχή

Δεν είναι δυνατή η λήψη συμπίεσης και υποστήριξης.

3. Κακή υποχώρηση καλουπιού/πυρήνα άμμου: Η αντοχή του καλουπιού άμμου είναι πολύ υψηλή, γεγονός που εμποδίζει την ελεύθερη συρρίκνωσή του κατά τη στερεοποίηση και τη συρρίκνωση της χύτευσης, με αποτέλεσμα την τάση εφελκυσμού και τη ρωγμή. Αυτός είναι ένας πολύ συνηθισμένος λόγος.

4. Χημική σύσταση κράματος: Υψηλή περιεκτικότητα σε επιβλαβή στοιχεία όπως θείο (S) και φώσφορος (P): Σχηματίζουν θειούχα και φωσφίδια χαμηλού σημείου τήξης, σχηματίζοντας υγρές λεπτές μεμβράνες στα όρια των κόκκων, αποδυναμώνοντας σημαντικά τη δύναμη μεταξύ των κόκκων και είναι εξαιρετικά σημαντικοί παράγοντες που οδηγούν σε θερμική πυρόλυση. Περιεκτικότητα σε άνθρακα (C): Με υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, το εύρος θερμοκρασίας στερεοποίησης γίνεται ευρύτερο, οι δενδρίτες γίνονται χονδροειδείς και υπάρχει αυξημένη τάση για θερμική πυρόλυση. 5. Ακατάλληλη χρήση του σιδήρου ανύψωσης και ψύξης: Εάν ο λαιμός του ανυψωτικού είναι πολύ μακρύς ή πολύ κοντός και το σίδερο ψύξης δεν έχει τοποθετηθεί σωστά, θα επιδεινώσει την ανομοιόμορφη ψύξη.

2、 Η ψυχρή ρωγμή εμφανίζεται αφού η χύτευση στερεοποιηθεί πλήρως και κρυώσει σε ελαστική κατάσταση, συνήθως στο στάδιο χαμηλής θερμοκρασίας κάτω από 600 ° C. Θερμοκρασία εμφάνισης: χαμηλότερη θερμοκρασία. Χαρακτηριστικά: Το τμήμα της ρωγμής είναι καθαρό, με μεταλλική λάμψη ή ελαφρύ χρώμα οξείδωσης και η ρωγμή είναι σχετικά ευθεία και συνεχής σε σχήμα ευθείας γραμμής.

κύρια αιτία:

1. Υπερβολική καταπόνηση χύτευσης: Θερμική καταπόνηση: προκαλείται από ασυνεπείς ρυθμούς ψύξης διαφόρων τμημάτων του χυτού. Καταπόνηση συρρίκνωσης: Μηχανικά εμπόδια στη συρρίκνωση της χύτευσης που προκαλούνται από καλούπια, πυρήνες άμμου, συστήματα ψεκασμού και αναστολές κιβωτίων. Καταπόνηση μετασχηματισμού: Η τάση που δημιουργείται από τη μεταβολή του συγκεκριμένου όγκου κατά τη διαδικασία ψύξης όταν υπάρχει δομικός μετασχηματισμός (όπως ο ωστενίτης που μετατρέπεται σε μαρτενσίτη).

2. Μεταλλουργική ποιότητα του χάλυβα: Η υψηλή περιεκτικότητα σε αέριο, ειδικά υδρογόνο (Η), μπορεί να προκαλέσει "ρωγμή που προκαλείται από υδρογόνο" και να μειώσει την σκληρότητα του υλικού. Υπάρχουν πολλά μη μεταλλικά εγκλείσματα: ως σημεία συγκέντρωσης τάσεων, τα εγκλείσματα μπορούν να μειώσουν σημαντικά την αντοχή και την αντίσταση στη ρωγμή των υλικών.

3. Πρόωρη λείανση κατά τη διάρκεια του εγκιβωτισμού: Η χύτευση δεν έχει κρυώσει ακόμη σε αρκετά χαμηλή θερμοκρασία και η εσωτερική καταπόνηση δεν έχει εξαλειφθεί πλήρως προτού οι πρόωροι κραδασμοί και το τρίψιμο μπορούν εύκολα να προκαλέσουν ψυχρή ρωγμή.

4. Ακατάλληλη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας: Υπερβολικός ρυθμός θέρμανσης ή ψύξης: Ειδικά κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας ανόπτησης και κανονικοποίησης, εάν η θέρμανση ή η ψύξη είναι ανομοιόμορφη, θα δημιουργήσει τεράστια τάση θερμικής επεξεργασίας, η οποία θα υπερισχύει της αρχικής τάσης χύτευσης και θα προκαλέσει ρωγμές.

Ρωγμή απόσβεσης: Πρόκειται για μια ειδική μορφή ψυχρής πυρόλυσης, η οποία σχηματίζει μαρτενσίτη υψηλής σκληρότητας λόγω του γρήγορου ρυθμού ψύξης της απόσβεσης, που συνοδεύεται από τεράστια δομική καταπόνηση, καθιστώντας πολύ εύκολη τη διάσπαση.

Περίληψη και ιδέες λύσης

Όταν εντοπίζονται ρωγμές σε μέρη από χυτό χάλυβα, οι λόγοι θα πρέπει να διερευνώνται συστηματικά από τις ακόλουθες πτυχές:

1. Χημική σύνθεση: Ελέγξτε αυστηρά την περιεκτικότητα σε επιβλαβή στοιχεία όπως το S και το P.

2. Διαδικασία τήξης: Χρησιμοποιούνται μέθοδοι εξευγενισμού για τη μείωση της περιεκτικότητας σε αέρια και εγκλείσματα στον τηγμένο χάλυβα. 3. Δομή χύτευσης: Βελτιστοποιήστε το σχέδιο για να αποφύγετε ξαφνικές αλλαγές στο πάχος του τοίχου και χρησιμοποιήστε στρογγυλεμένες μεταβάσεις.

4. Διαδικασία χύτευσης: σύστημα ψεκασμού και ανύψωσης: Λογικά σχεδιασμένο για να επιτυγχάνει διαδοχική στερεοποίηση ή ταυτόχρονη στερεοποίηση, αποφεύγοντας την τοπική υπερθέρμανση. Άμμος καλουπώματος/πυρήνα άμμος: Εξασφαλίστε επαρκή απόδοση και πτυσσότητα. Ψυχρός σίδηρος και ανύψωση: Σωστή χρήση για τον έλεγχο της ακολουθίας ψύξης.

5. Αφαίρεση άμμου και καθαρισμός: Βεβαιωθείτε ότι τα προϊόντα χύτευσης έχουν κρυώσει σε αρκετά χαμηλή θερμοκρασία (όπως κάτω από 400 ° C) στο καλούπι άμμου πριν από το μποξ. Κατά την κοπή ανυψωτικών και τις επισκευές συγκόλλησης, είναι επίσης απαραίτητο να αποφευχθεί η δημιουργία νέων τάσεων.

6. Διαδικασία θερμικής επεξεργασίας: Αναπτύξτε λογικές προδιαγραφές θερμικής επεξεργασίας, ειδικά ελέγξτε τους ρυθμούς θέρμανσης και ψύξης. Για σύνθετα μέρη ή εξαρτήματα από χάλυβα υψηλής κραματοποίησης, υιοθετήστε μια μέθοδο θέρμανσης και αργής ψύξης.

Για να προσδιοριστεί με ακρίβεια η συγκεκριμένη αιτία, είναι συχνά απαραίτητος ο συνδυασμός μακροσκοπικής και μικροσκοπικής μορφολογικής ανάλυσης των ρωγμών (μεταλλογραφική εξέταση), ανασκόπηση διαδικασίας και ανάλυση χημικής σύνθεσης για να γίνει μια ολοκληρωμένη κρίση.