Care sunt cauzele defectelor fisurilor din oțel turnat?

Apariția defectelor de fisuri în piesele din oțel turnat este o problemă foarte comună și complexă, care implică întregul lanț de producție de la topire, procesul de turnare până la tratarea ulterioară. Fisurile sunt cauzate în principal de solicitări interne (în principal tensiuni termice și de contracție) care depășesc limita de rezistență a materialului la acea temperatură.

De obicei, fisurile sunt împărțite în două categorii: fisuri calde și fisuri reci.

1、 Fisurarea la cald are loc în etapa târzie sau la scurt timp după solidificarea oțelului topit, când metalul este într-o stare de coexistență solid-lichid, cu rezistență și plasticitate scăzute. Temperatura de apariție: de obicei lângă linia solidus (în jur de 1300-1450 ° C). Caracteristici: Secțiunea fisurii este puternic oxidată, arătând negru sau albastru, cu o formă sinuoasă și neregulată.

cauza principala:

1. Proiectarea structurală a pieselor turnate: Diferențele excesive în grosimea peretelui și tranzițiile inegale la conexiuni au ca rezultat o răcire neuniformă și un stres termic semnificativ.

2. Proiectare nerezonabilă a sistemului de turnare: Spruce este prea concentrată sau poziționată incorect, ducând la supraîncălzire locală, care în cele din urmă se solidifică în acea zonă

Nu se poate primi compresie și suport.

3. Retragerea slabă a matriței/miezului de nisip: Rezistența formei de nisip este prea mare, ceea ce împiedică contracția sa liberă în timpul solidificării și contracției turnării, ducând la tensiuni de tracțiune și fisurare. Acesta este un motiv foarte comun.

4. Compoziția chimică a aliajului: Conținut ridicat de elemente nocive, cum ar fi sulful (S) și fosforul (P): Ele formează sulfuri și fosfuri cu punct de topire scăzut, formând pelicule subțiri lichide la granițele granulare, slăbind foarte mult forța de legătură intergranulară și sunt factori extrem de importanți care conduc la cracarea termică. Conținut de carbon (C): Cu conținut ridicat de carbon, intervalul de temperatură de solidificare devine mai larg, dendritele devin grosiere și există o tendință crescută de fisurare termică. 5. Utilizarea necorespunzătoare a încălzitorului și a fierului de răcire: Dacă gâtul ascensoarelor este prea lung sau prea scurt, iar fierul de răcire nu este plasat corect, se va accentua răcirea neuniformă.

2、 Fisurarea la rece are loc după ce turnarea s-a solidificat complet și s-a răcit la o stare elastică, de obicei în stadiul de temperatură scăzută sub 600 ° C. Temperatura de apariție: temperatură mai scăzută. Caracteristici: Secțiunea fisurii este curată, cu luciu metalic sau o ușoară culoare de oxidare, iar fisura este relativ dreaptă și continuă în formă de linie dreaptă.

cauza principala:

1. Tensiune excesivă de turnare: Tensiunea termică: cauzată de ratele de răcire inconsecvente ale diferitelor părți ale turnării. Efort de contracție: Obstacole mecanice în calea contracției de turnare cauzate de matrițe, miezuri de nisip, sisteme de colectare și opritoare de cutie. Stresul de transformare: Stresul generat de modificarea volumului specific în timpul procesului de răcire atunci când are loc o transformare structurală (cum ar fi transformarea austenitei în martensită).

2. Calitatea metalurgică a oțelului: Conținutul ridicat de gaz, în special hidrogen (H), poate provoca „fisurare indusă de hidrogen” și poate reduce duritatea materialului. Există multe incluziuni nemetalice: ca puncte de concentrare a tensiunii, incluziunile pot reduce semnificativ rezistența și rezistența la fisurare a materialelor.

3. Slefuire prematură în timpul boxului: turnarea nu este încă răcită la o temperatură suficient de scăzută, iar stresul intern nu este complet eliminat înainte ca vibrațiile premature și șlefuirea să poată provoca cu ușurință fisurarea la rece.

4. Proces de tratament termic necorespunzător: Rată excesivă de încălzire sau răcire: În special în timpul tratamentului de recoacere și de normalizare, dacă încălzirea sau răcirea este neuniformă, va genera stres uriaș de tratament termic, care se va suprapune cu stresul inițial de turnare și va provoca fisurarea.

Fisura de călire: Aceasta este o formă specială de fisurare la rece, care formează martensită de duritate ridicată datorită vitezei rapide de răcire a călirii, însoțită de stres structural uriaș, făcându-l foarte ușor de fisurat.

Rezumat și idei de soluții

Atunci când se constată fisuri în piesele din oțel turnat, motivele trebuie investigate sistematic din următoarele aspecte:

1. Compoziția chimică: controlați strict conținutul de elemente dăunătoare, cum ar fi S și P.

2. Procesul de topire: Metodele de rafinare sunt folosite pentru a reduce conținutul de gaze și incluziuni în oțelul topit. 3. Structura de turnare: Optimizați designul pentru a evita modificările bruște ale grosimii peretelui și utilizați tranziții rotunjite.

4. Proces de turnare: sistem sprue și coloane: proiectat în mod rezonabil pentru a obține solidificarea secvenţială sau solidificarea simultană, evitând supraîncălzirea locală. Nisip de turnare/nisip de miez: Asigurați-vă căderea și plierea suficientă. Fier de călcat la rece și verticală: Utilizare adecvată pentru a controla secvența de răcire.

5. Îndepărtarea nisipului și curățarea: Asigurați-vă că piesele turnate sunt răcite la o temperatură suficient de scăzută (cum ar fi sub 400 ° C) în matrița de nisip înainte de introducere. La tăierea coloanelor și reparațiile de sudură, este de asemenea necesar să se evite generarea de noi solicitări.

6. Proces de tratament termic: Elaborați specificații rezonabile de tratament termic, în special controlați ratele de încălzire și răcire. Pentru piese complexe sau piese din oțel înalt aliat, adoptați o metodă de încălzire în trepte și răcire lentă.

Pentru a determina cu exactitate cauza specifică, este adesea necesar să se combine analiza morfologică macroscopică și microscopică a fisurilor (examinare metalografică), revizuirea procesului și analiza compoziției chimice pentru a face o judecată cuprinzătoare.