Związek między szybkością skurczania odlewań stalowych a wytwarzaniem wad pętających
63. trening pracowników pieca Lao Lu Foundry został zarejestrowany 26 kwietnia. Zawartość tego treningu to żelazo plastyczne, białe żelazo, żelazo z odlewu, odlewy stalowe i obróbki cieplne
I. Przyczyny szybkości skurczania i wady pęknięcia w odlewakach stalowych
1. Przyczyny szybkości skurczu
Fizyczne właściwości metali
Rozbudowa i skurcz cieplny: Podczas procesu zestalania i chłodzenia odlewów stalowych ruch cieplny między atomami jest osłabiony, a odległość atomowa jest zmniejszona z powodu spadku temperatury, co powoduje skurcz objętości metalu.
Transformacja struktury krystalicznej: Podczas procesu chłodzenia stali odlewanej struktura krystaliczna zmieni się. Specyficzne objętości różnych struktur krystalicznych są różne. Na przykład, gdy austenit zostanie przekształcony w ferryt i perlit, towarzyszy mu skurcz objętościowy.
Wpływ procesu zestalania
Skurcz cieczy: Od temperatury nalewania do temperatury zestalania ciekłki metal kurczy się objętością z powodu spadku temperatury. Im wyższa temperatura nalewania, tym większy kurcz cieczy.
Skurcz zestalania: podczas stadium zestalania ciekły metal zamienia się w stan stały. Ponieważ gęstość ciekłego metalu jest niższa niż w przypadku metalu stałego, nastąpi skurcz objętościowy. Szybkość skurczania zestalania jest związana z składem chemicznym stali odlewanej. Na przykład odlewana stal o wysokiej zawartości węgla ma stosunkowo duży szybkość skurczania zestalania.
Struktura odlewania i rozmiar
Grubość ściany: odlewy grubościenne chłodzą powoli, zestalają się przez długi czas i stosunkowo trudno jest uzupełnić ciekły metal, więc szybkość skurczania może być duża. Ponadto wady takie jak wnęki skurczowe i porowatość skurczowa są łatwo tworzone w grubych ścianach, co dodatkowo wpływa na szybkość skurczania.
Złożoność kształtu: W przypadku odlewów o złożonych kształtach szybkość skurczania zmieni się z powodu nierównomiernej szybkości chłodzenia każdej części i wzajemnego ograniczenia podczas skurczu. Na przykład, w przypadku odlewań z cienkowarstwowymi i grubymi połączeniami, cienkościenna część chłodzi się szybko i najpierw zestala się, ograniczając skurcz części grubej ściany, co powoduje nieprawidłową szybkość skurczania.
Warunki rzucania
Sztywność: pleśń ma wysoką sztywność i słabą wydajność, co utrudni skurcz odlewu, spowoduje naprężenie wewnątrz odlewu i zmniejszy faktyczny szybkość skurczania. Jednak w tym przypadku odlewanie jest podatne na wady, takie jak pęknięcia.
Przewodność cieplna: Dobra przewodność cieplna odlewu przyspieszy prędkość chłodzenia odlewu, powodując szybkie zmniejszenie powierzchni odlewu i wnętrze, co może prowadzić do nierównomiernego skurczu i wpływać na szybkość skurczania.
Parametry procesu odlewania
Temperatura wylewania: Zbyt wysoka temperatura wylewania zwiększy przegrzanie ciekłego metalu, co prowadzi do zwiększonego kurczenia się cieczy, a także zwiększy temperaturę odlewu, wpływając na prędkość chłodzenia i proces skurczania odlewu.
Prędkość nalewania: Jeśli prędkość nalewania jest zbyt szybka, przepływ stopionego metalu w odlewaniu będzie niestabilny, powodując lokalne przegrzanie, wpływając na proces zestalania i jednolitość skurczania; Jeśli prędkość nalewania jest zbyt wolna, stopiony metal może chłodzić zbyt szybko podczas procesu napełniania, co nie sprzyja suplementacji kurczania przez metalem ciekłego.
2. Przyczynowy związek między wadami pęknięć a skurczami w odlewakach stalowych
Stres skurczowy powoduje pęknięcia
Różnice w prędkości chłodzenia: Podczas procesu chłodzenia odlewań stalowych różne części mają różne prędkości chłodzenia ze względu na takie czynniki, jak grubość i kształt. Gruba ściana chłodzi powoli, kurczy się później i jest w stanie rozciągania; Cienka ściana chłodzi się szybko, najpierw zestala się i kurczy i powoduje naprężenie na rozciąganie na grubej ścianie. Gdy to naprężenie rozciągające przekroczy granicę siły odlewanej stali, pojawią się pęknięcia.
Naprężenie zmiany fazy: stal odlewana ulegnie zmianie fazy podczas chłodzenia, takiej jak transformacja austenitu na martenzyt, a objętość rozszerzy się. Jeśli okoliczne zestalone części ograniczą to rozszerzenie, wygenerowane zostanie naprężenie tkankowe. Superpozycja stresu tkankowego i stresu skurczowego zwiększa możliwość pęknięć.
Niedrożność skurczowa powoduje pęknięcia
Utrudniona niedrożność pleśni i rdzenia: jeśli pleśń i rdzeń mają wysoką sztywność i słabą wydajność, utrudni skurcz odlewań stalowych. Na przykład podczas stosowania odlewu metalowego sztywność metalowej formy jest duża, a odporność napotkana podczas kurczenia się odlew jest duża, co jest łatwe do spowodowania stężenia naprężenia wewnątrz odlewu. Gdy naprężenie przekroczy wytrzymałość materiału, pojawią się pęknięcia.
Nieuzasadniona konstrukcja odlecia: Jeśli pojawią się nagłe zmiany grubości ściany i ostrech kąty w strukturze odlewni, skurcz będzie nierówny. W tych częściach naprężenie wytwarzane przez skurcz nie może być płynnie uwalniane i jest łatwe do skoncentrowania, co powoduje pęknięcia.
Wady porów skurczu powodują pęknięcia
Skurcz i skurcz: Jeśli płynny metal nie zostanie wystarczająco uzupełniony podczas utrwalania i skurczania stalowych odlewów, skurczu i skurczu. Te wady porów osłabią skuteczny obszar łożyska odlewu i zwiększą stres lokalny. W późniejszym procesie chłodzenia lub użycia stres koncentruje się wokół porów, co jest łatwe do wywołania pęknięć i rozszerzenia.
2. Jak zmniejszyć szybkość skurczu stalowych odlewów?
Zoptymalizuj skład chemiczny
Dostosuj zawartość węgla. Zgodnie z zasięgiem osiągnięcia wyników odlewu odpowiednio zwiększyć zawartość węgla i wykorzystaj rozszerzenie grafityzacji, aby zrekompensować skurcz.
Ważnie zwiększyć zawartość krzemową, popraw płynność stopionej stali, ułatwiaj kompensację skurczową podczas zestalania i zmniejsz szybkość skurczania.
Kontroluj proces nalewania
Ściśle kontroluj temperaturę nalewania. W założeniu zapewnienia płynności stopionej stali staraj się zmniejszyć temperaturę nalewania i zmniejszyć kurczenie się cieczy.
Zoptymalizuj prędkość nalewania i użyj odpowiedniej prędkości nalewającego, aby upewnić się, że stopiona stal płynnie wypełnia formę, aby uniknąć uwięzienia gazu i lokalnego przegrzania.
Popraw konstrukcję konstrukcji odlewów
Podczas projektowania staraj się, aby grubość ściany odlewań jest jednolita, unikaj nagłego zmiany grubości ściany i zmniejsz różnicę skurczów spowodowaną nierównym chłodzeniem.
Ustaw rozsądne piony w grubych częściach odlewów, aby zapewnić wystarczającą liczbę płynów do uzupełnienia skurczu.
Wybierz odpowiednie materiały odlewnicze i procesy
Wybierz materiały odlewające o dobrej wydajności, takie jak piasek żywicy, aby zmniejszyć niedrożność odlewu do skurczu odlewu.
Rozgrzej odlew, zmniejsz różnicę temperatur między odlewami, spraw, aby proces chłodzenia i zmniejsz naprężenie skurczowe.
Wzmocnić kontrolę procesu zestalania
Użyj odpowiednich metod chłodzenia, takich jak ustawienie zimnego żelaza w odlewie, aby przyspieszyć lokalną prędkość chłodzenia odlewu, osiągnąć sekwencyjne zestalenie i promować kompensację kurczenia się ciekłego metalu.
Odpowiednio wibruj lub wymieszaj odlewy, aby przełamać dendryty w stopionym metalu na początku zestalania, zwiększyć płynność ciekłego metalu i ułatwić kompensację skurczu.
