Какви са причините за пукнатини от лята стомана?

Появата на пукнатини в частите от лята стомана е много често срещан и сложен проблем, който включва цялата производствена верига от топенето, процеса на леене до последващата обработка. Пукнатините са основно причинени от вътрешни напрежения (главно топлинни напрежения и напрежения при свиване), надвишаващи границата на якост на материала при тази температура.

Обикновено пукнатините се разделят на две категории: горещи пукнатини и студени пукнатини.

1、 Горещият крекинг възниква в късния етап или малко след втвърдяването на разтопената стомана, когато металът е в състояние на съвместно съществуване твърдо-течно с ниска якост и пластичност. Температура на възникване: обикновено близо до линията на солидус (около 1300-1450 ° C). Характеристики: Секцията на пукнатината е силно окислена, изглежда черна или синя, с извита и неправилна форма.

основна причина:

1. Структурен дизайн на отливките: Прекомерните разлики в дебелината на стените и неравномерните преходи при връзките водят до неравномерно охлаждане и значително термично напрежение.

2. Неразумна конструкция на системата за изливане: Литникът е твърде концентриран или неправилно позициониран, което води до локално прегряване, което в крайна сметка се втвърдява в тази област

Не може да получи компресиране и поддръжка.

3. Лошо отдръпване на пясъчна форма/сърцевина: Якостта на пясъчната форма е твърде висока, което възпрепятства нейното свободно свиване по време на втвърдяване и свиване на отливката, което води до напрежение на опън и напукване. Това е много често срещана причина.

4. Химичен състав на сплавта: Високо съдържание на вредни елементи като сяра (S) и фосфор (P): Те образуват сулфиди и фосфиди с ниска точка на топене, образувайки течни тънки филми по границите на зърната, значително отслабвайки силата на междукристално свързване и са изключително важни фактори, водещи до термично напукване. Съдържание на въглерод (C): При високо съдържание на въглерод температурният диапазон на втвърдяване става по-широк, дендритите стават груби и има повишена тенденция за термично напукване. 5. Неправилно използване на щранг и охлаждаща ютия: Ако шийката на щранга е твърде дълга или твърде къса и охлаждащата ютия не е поставена правилно, това ще влоши неравномерното охлаждане.

2、 Студеното напукване възниква, след като отливката е напълно втвърдена и охладена до еластично състояние, обикновено в етапа на ниска температура под 600 ° C. Температура на възникване: по-ниска температура. Характеристики: Секцията на пукнатината е чиста, с метален блясък или лек цвят на окисление, а пукнатината е относително права и непрекъсната във форма на права линия.

основна причина:

1. Прекомерно напрежение на отливката: Термично напрежение: причинено от непоследователни скорости на охлаждане на различни части на отливката. Стрес при свиване: Механични пречки пред свиването на отливката, причинени от форми, пясъчни сърцевини, леечни системи и ограничители на кутии. Трансформационно напрежение: Напрежението, генерирано от промяната в специфичния обем по време на процеса на охлаждане, когато има структурна трансформация (като трансформиране на аустенит в мартензит).

2. Металургично качество на стоманата: Високото съдържание на газ, особено на водород (H), може да причини "напукване, предизвикано от водород" и да намали якостта на материала. Има много неметални включвания: като точки на концентрация на напрежение, включванията могат значително да намалят якостта и устойчивостта на пукнатини на материалите.

3. Преждевременно шлайфане по време на опаковане: Отливката все още не е охладена до достатъчно ниска температура и вътрешното напрежение не е напълно елиминирано, преди преждевременните вибрации и шлайфането лесно да причинят студено напукване.

4. Неправилен процес на топлинна обработка: Прекомерна скорост на нагряване или охлаждане: Особено по време на отгряване и нормализиращо третиране, ако нагряването или охлаждането е неравномерно, това ще генерира огромно напрежение при топлинна обработка, което ще се насложи с първоначалното напрежение на леене и ще причини напукване.

Пукнатина при охлаждане: Това е специална форма на студено крекинг, която образува мартензит с висока твърдост поради бързата скорост на охлаждане при охлаждане, придружена от огромно структурно напрежение, което го прави много лесен за напукване.

Обобщение и идеи за решение

Когато се открият пукнатини в части от лята стомана, причините трябва да бъдат систематично изследвани от следните аспекти:

1. Химичен състав: Строго контролирайте съдържанието на вредни елементи като S и P.

2. Процес на топене: Методите за рафиниране се използват за намаляване на съдържанието на газове и включвания в разтопената стомана. 3. Структура на отливката: Оптимизирайте дизайна, за да избегнете внезапни промени в дебелината на стената и използвайте заоблени преходи.

4. Процес на леене: леярска и щрангова система: Разумно проектирана за постигане на последователно втвърдяване или едновременно втвърдяване, като се избягва локално прегряване. Формовъчен пясък/ядрови пясък: Осигурете достатъчна пластичност и сгъваемост. Студена ютия и щранг: Правилна употреба за контролиране на последователността на охлаждане.

5. Отстраняване и почистване на пясъка: Уверете се, че отливките са охладени до достатъчно ниска температура (например под 400 °C) в пясъчната форма, преди да ги поставите в кутия. При рязане на щрангове и заваръчни ремонти също е необходимо да се избягва генерирането на нови напрежения.

6. Процес на топлинна обработка: Разработете разумни спецификации за топлинна обработка, особено контролирайте скоростите на нагряване и охлаждане. За сложни части или части от високолегирана стомана, използвайте метод на стъпаловидно нагряване и бавно охлаждане.

За да се определи точно конкретната причина, често е необходимо да се комбинира макроскопски и микроскопски морфологичен анализ на пукнатини (металографско изследване), преглед на процеса и анализ на химичния състав, за да се направи цялостна преценка.