I. Причини швидкості усадки та дефекти тріщин у сталевих виливках
1. Причини швидкості усадки
Фізичні властивості металів
Теплове розширення та скорочення: Під час затвердіння та охолодження сталевих лиття тепловий рух між атомами ослаблений, а відстань між атомами зменшується через зниження температури, що призводить до обсягу об'єму металу.
Трансформація кристалічної структури: Під час процесу охолодження зміниться кристалічна структура литньої сталі. Конкретні обсяги різних кристалічних структур різні. Наприклад, коли аустеніт перетворюється на ферит і перліт, він супроводжується усадкою обсягу.
Вплив процесу затвердіння
Рідка усадка: при охолодженні від температури заливки до температури затвердіння, об'ємна усадка рідкого металу через зниження температури. Чим вище температура заливки, тим більша усадка рідини.
Задріння затвердіння: Під час стадії затвердіння рідкий метал перетворюється на твердий стан. Оскільки щільність рідкого металу нижча, ніж у твердого металу, відбудеться обсяг усадки. Швидкість усадки затвердіння пов'язана з хімічним складом литової сталі. Наприклад, лиття сталі з високим вмістом вуглецю має відносно велику швидкість усадки затвердіння.
Структура та розмір лиття
Товщина стінки: товста - стіни, що стають повільно прохолодні, потребують тривалого часу, щоб затвердіти, і відносно важко поповнити рідкий метал, що може призвести до великої швидкості усадки. Більше того, такі дефекти, як порожнини усадки та пористості усадки, легко утворюються в товстих стінках, що ще більше впливає на швидкість усадки.
Складність форми: Для лиття зі складними формами швидкість усадки зміниться через нерівну швидкість охолодження кожної частини та взаємне обмеження під час усадки. Наприклад, для лиття з тонкими - стіновими та товстими - стіновими з'єднаннями, тонкі - стінової частини швидко охолоджується і твердне спочатку, що обмежує усадку товстої - стінової частини і викликає стінку.
Умови цвілі
Жорсткість: форма має високу жорсткість і поганий урожай, що перешкоджатиме усадці лиття, спричиняє напругу всередині лиття та зменшить фактичну швидкість усадки. Однак у цьому випадку кастинг схильний до таких дефектів, як тріщини.
Теплопровідність: форма має хорошу теплопровідність, яка прискорить швидкість охолодження лиття, внаслідок чого поверхня лиття швидко зменшується, а внутрішня повільна зменшувалася, що може призвести до нерівномірної усадки та впливати на швидкість усадки.
Параметри процесу заливання
Температура заливки: Занадто висока температура заливки збільшить перегрівання рідкого металу, що призведе до збільшення усадки рідини, а також підвищить температуру форми, що впливає на швидкість охолодження та процес усадки лиття.
Швидкість заливання: Якщо швидкість заливки занадто швидка, потік розплавленого металу у формі буде нестабільним, що спричиняє локальний перегрів, що впливає на процес затвердіння та рівномірність усадки; Якщо швидкість заливки занадто повільна, розплавлений метал може занадто швидко охолонути під час процесу наповнення, що не сприяє добавці рідкого металу усадки.
2. Причинно -наслідковий зв’язок між дефектами тріщин та усадкою на сталевих виливках
Стрес для усадки викликає тріщини
Відмінності швидкості охолодження: Під час процесу охолодження сталевих лиття різні частини мають різні швидкості охолодження через такі фактори, як товщина та форма. Товста стіна повільно охолоджується, скорочується пізніше і знаходиться в стані на розтяг; Тонка стіна швидко охолоджується, спочатку твердне і скорочується, і створює напругу на розтяг на товстій стінці. Коли це напруження на розтяг перевищує обмеження міцності литової сталі, відбуватимуться тріщини.
Напруження фази: литна сталь зазнає зміни фази під час охолодження, наприклад, перетворення аустеніту на мартенсит, і об'єм розшириться. Якщо навколишні затверділі частини обмежують це розширення, буде створено напругу тканин. Суперпозиція тканинного стресу та напруги усадки збільшує можливість тріщин.
Обструкція усадки викликає тріщини
Обструкція цвілі та ядра: Якщо форма і ядро мають високу жорсткість і поганий урожай, це буде перешкоджати усадці сталевого лиття. Наприклад, при використанні металевої форми для лиття металева форма має високу жорсткість, а лиття піддається великій стійкості при скороченні, що легко спричинити концентрацію напруги всередині лиття. Коли напруга перевищує міцність матеріалу, з’являться тріщини.
Нерозумна конструкція конструкції лиття: Якщо в структурі лиття відбудуться раптові зміни товщини стінки та гострих кутів, усадка буде нерівномірною. У цих частинах стрес, що генерується за допомогою усадки, не може бути вивільнено вивільняється і його легко зосередити, що призводить до тріщин.
Дефекти пори усадки викликають тріщини
Порожнини усадки та пористості усадки: під час затвердіння та усадки сталевих лиття, якщо рідкий метал недостатньо доповнений, порожнини усадки та пористості усадки будуть утворені. Ці дефекти пори будуть послабити ефективну площу підшипника кастингу та посилили місцевий стрес. У наступному процесі охолодження або використання напруги зосереджуються навколо порів, що легко спричиняти тріщини та розширювати.
2. Як зменшити усадку сталевих виливків?
Оптимізуйте хімічний склад
Відрегулюйте вміст вуглецю. У передумові відповідати виконанню кастингу належним чином збільшити вміст вуглецю та використовувати розширення графітизації для компенсації усадки.
Розумно збільшуйте вміст кремнію для поліпшення плинності розплавленої сталі, що сприяє компенсації усадки під час затвердіння та зменшує усадку.
Контролюйте процес заливання
Суворо контролюйте температуру заливки. У передумові забезпечення плинності розплавленої сталі, спробуйте знизити температуру заливки та зменшити усадку рідини.
Оптимізуйте швидкість заливки та використовуйте відповідну швидкість заливки, щоб розплавлена сталь плавно заповнює форму, уникаючи захоплення газу та спричиняючи місцеве перегрівання.
Вдосконалити структурну конструкцію кастингу
Постарайтеся зробити товщину стіни лиття форми під час проектування, уникайте раптових змін товщини стінки та зменшіть різницю усадки, спричиненої нерівномірним охолодженням.
Встановіть розумні стояки в товсті та великі частини лиття, щоб забезпечити достатній рідкий метал для доповнення усадки.
Виберіть відповідні кастингові матеріали та процеси
Виберіть кастингові матеріали з хорошим урожайністю, такими як смоляний пісок, щоб зменшити перешкоду лиття до усадки лиття.
Розігрійте форму, щоб зменшити різницю температури між литтям та цвіллю, зробити процес охолодження рівномірним та зменшити напругу усадки.
Зміцнити контроль процесу затвердіння
Використовуйте відповідні методи охолодження, такі як встановлення холодного заліза у формі для прискорення локальної швидкості охолодження лиття, досягнення послідовного затвердіння та сприяння компенсації усадки рідкого металу.
Відповідно вібрувати або перемішати лиття, щоб зламати дендрити в розплавленому металі на початку затвердіння, підвищити плинність рідкого металу та полегшити компенсацію усадки.
