Који су узроци пукотина од ливеног челика?

Појава пукотина на деловима од ливеног челика је веома чест и сложен проблем, који обухвата цео производни ланац од топљења, процеса ливења до накнадног третмана. Пукотине су у основи узроковане унутрашњим напоном (углавном термичким напоном и напоном скупљања) који прелази границу чврстоће материјала на тој температури.

Обично су пукотине подељене у две категорије: топле пукотине и хладне пукотине.

1、 Вруће пуцање се јавља у касној фази или убрзо након очвршћавања растопљеног челика, када је метал у чврстом и течном стању коегзистенције са ниском чврстоћом и пластичношћу. Температура појаве: обично близу линије солидуса (око 1300-1450 ° Ц). Карактеристике: Пресек пукотине је јако оксидисан, изгледа црн или плав, кривудавог и неправилног облика.

главни узрок:

1. Конструкцијски дизајн одливака: Прекомерне разлике у дебљини зида и неуједначени прелази на спојевима резултирају неравномерним хлађењем и значајним термичким напрезањем.

2. Неразуман дизајн система за изливање: Спруд је превише концентрисан или неправилно позициониран, што доводи до локалног прегревања, које се на крају учвршћује у тој области

Није могуће примити компресију и подршку.

3. Слабо повлачење пешчаног калупа/језгра: Чврстоћа пешчаног калупа је превисока, што омета његово слободно скупљање током очвршћавања и скупљања ливења, што доводи до затезног напрезања и пуцања. Ово је врло чест разлог.

4. Хемијски састав легуре: Висок садржај штетних елемената као што су сумпор (С) и фосфор (П): Они формирају сулфиде и фосфиде ниске тачке топљења, формирајући течне танке филмове на границама зрна, у великој мери слабећи међугрануларну силу везивања, и изузетно су важни фактори који доводе до термичког пуцања. Садржај угљеника (Ц): Са високим садржајем угљеника, опсег температуре очвршћавања постаје шири, дендрити постају груби и постоји повећана тенденција термичког пуцања. 5. Неправилна употреба успона и пегле за хлађење: Ако је врат за успон предугачак или прекратак, а расхладно гвожђе није правилно постављено, то ће погоршати неравномерно хлађење.

2、 Хладно пуцање настаје након што се ливење потпуно очврсне и охлади до еластичног стања, обично у фази ниске температуре испод 600 °Ц. Температура појаве: нижа температура. Карактеристике: Пресек пукотине је чист, са металним сјајем или благом оксидационом бојом, а пукотина је релативно равна и континуирана у облику праве линије.

главни узрок:

1. Прекомерно напрезање ливења: Термичко напрезање: узроковано недоследним брзинама хлађења различитих делова одливака. Напон скупљања: Механичке препреке скупљању ливења узроковане калупима, пешчаним језгром, системима спрудова и граничницима. Трансформациони напон: Напон настао променом специфичне запремине током процеса хлађења када дође до структурне трансформације (као што је трансформација аустенита у мартензит).

2. Металуршки квалитет челика: Висок садржај гаса, посебно водоника (Х), може изазвати "пуцање изазвано водоником" и смањити жилавост материјала. Постоји много неметалних инклузија: као тачке концентрације напона, инклузије могу значајно смањити чврстоћу и отпорност материјала на пуцање.

3. Превремено брушење током бокса: ливење још није охлађено на довољно ниску температуру, а унутрашњи стрес није у потпуности елиминисан пре него што превремене вибрације и брушење лако могу изазвати хладно пуцање.

4. Неправилан процес термичке обраде: Прекомерна брзина загревања или хлађења: Нарочито током жарења и нормализације третмана, ако је загревање или хлађење неуједначено, то ће створити огроман стрес топлотне обраде, који ће се надовезати на првобитни напон ливења и изазвати пуцање.

Гашење пукотина: Ово је посебан облик хладног пуцања, који формира мартензит високе тврдоће због брзог хлађења гашења, праћеног огромним структурним напрезањем, што га чини веома лаким за пуцање.

Резиме и идеје за решење

Када се на деловима од ливеног челика пронађу пукотине, разлоге треба систематски истражити са следећих аспеката:

1. Хемијски састав: Строго контролисати садржај штетних елемената као што су С и П.

2. Процес топљења: Методе рафинирања се користе за смањење садржаја гасова и инклузија у истопљеном челику. 3. Структура ливења: Оптимизујте дизајн да бисте избегли нагле промене у дебљини зида и користите заобљене прелазе.

4. Процес ливења: систем излива и успона: Разумно дизајниран да постигне секвенцијално очвршћавање или истовремено очвршћавање, избегавајући локално прегревање. Песак за калуповање/песак за језгро: Обезбедити довољну попустљивост и склопивост. Хладно гвожђе и успон: Правилна употреба за контролу секвенце хлађења.

5. Уклањање песка и чишћење: Уверите се да су одливци охлађени на довољно ниску температуру (као што је испод 400 °Ц) у пешчаном калупу пре паковања. Приликом сечења стубова и поправки заваривања, такође је неопходно избегавати стварање нових напона.

6. Процес топлотне обраде: Развити разумне спецификације топлотне обраде, посебно контролисати стопе грејања и хлађења. За сложене делове или делове од високо легираног челика, усвојите метод поступног грејања и спорог хлађења.

Да би се тачно утврдио специфични узрок, често је потребно комбиновати макроскопску и микроскопску морфолошка анализа пукотина (металографско испитивање), преглед процеса и анализу хемијског састава како би се донео свеобухватан суд.