I. Orsaker till krympningshastighet och sprickfel i stålgjutning
1. Orsaker till krympningshastighet
Metallers fysiska egenskaper
Termisk expansion och sammandragning: Under stelningen och kylningsprocessen för stålgjutning försvagas den termiska rörelsen mellan atomerna och avståndet mellan atomerna minskas på grund av minskningen av temperaturen, vilket resulterar i volymkrympningen av metallen.
Kristallstrukturomvandling: Under kylningsprocessen kommer kristallstrukturen för gjutstål att förändras. De specifika volymerna av olika kristallstrukturer är olika. Till exempel, när austenit omvandlas till ferrit och pärlemor, kommer den att åtföljas av volymkrympning.
Påverkan av stelningsprocess
Vätskekrympning: Vid kylning från hälltemperaturen till stelningstemperaturen, krympningen av flytande metall på grund av minskningen av temperaturen. Ju högre hälltemperatur, desto större vätskekrympning.
Solningskrympning: Under stelningssteget förvandlas flytande metall till fast tillstånd. Eftersom densiteten för flytande metall är lägre än för fast metall kommer volymkrympning att inträffa. Stelningskrympningshastigheten är relaterad till den kemiska sammansättningen av gjutstål. Till exempel har gjutstål med högt kolinnehåll relativt stor stelningskrympningshastighet.
Gjutningsstruktur och storlek
Väggtjocklek: Tjock - Väggiga gjutningar svalna långsamt, tar lång tid att stelna och är relativt svåra att fylla på flytande metall, vilket kan leda till en stor krympningshastighet. Dessutom bildas defekter såsom krympningshålrum och krympningsporositet i tjocka väggar, vilket ytterligare påverkar krympningshastigheten.
Formkomplexitet: För gjutningar med komplexa former kommer krympningshastigheten att förändras på grund av den ojämna kylningshastigheten för varje del och den ömsesidiga begränsningen under krympningen. Till exempel, för gjutningar med tunna - väggar och tjocka - väggförbindelser, svalnar den tunna - väggarna snabbt och stelnar först, vilket begränsar krympningen av den tjocka - murade delen och orsakar avvikande skrympning.
Formförhållanden
Stivhet: Mögel har hög styvhet och dåligt utbyte, vilket kommer att hindra krympningen av gjutningen, orsaka stress inuti gjutningen och minska den faktiska krympningshastigheten. I detta fall är gjutningen emellertid benägen att defekter som sprickor.
Termisk konduktivitet: Formen har god värmeledningsförmåga, vilket kommer att påskynda kylningshastigheten för gjutningen, vilket får gjutytan att krympa snabbt och insidan för att krympa långsamt, vilket kan leda till ojämn krympning och påverka krympningshastigheten.
Hällprocessparametrar
Hälltemperatur: För hög en hälltemperatur kommer att öka överhettningen av den flytande metallen, vilket resulterar i ökad flytande krympning, och kommer också att öka temperaturen på formen, vilket påverkar kylningshastigheten och krympningsprocessen för gjutningen.
Hällhastighet: Om hällhastigheten är för snabb, kommer flödet av den smälta metallen i formen att vara instabil, vilket orsakar lokal överhettning, påverkar stelningsprocessen och krympningens enhetlighet; Om hällhastigheten är för långsam kan den smälta metallen svalna för snabbt under påfyllningsprocessen, vilket inte bidrar till den flytande metallens tillskott av krympning.
2. Kausalförhållandet mellan sprickfel och krympning i stålgjutning
Krympningsspänning orsakar sprickor
Kylhastighetsskillnader: Under kylningsprocessen för stålgjutningar har olika delar olika kylningshastigheter på grund av faktorer som tjocklek och form. Den tjocka väggen svalnar långsamt, krymper senare och är i ett dragstillstånd; Den tunna väggen svalnar snabbt, stelnar och krymper först och producerar dragspänning på den tjocka väggen. När denna dragspänning överskrider styrkagränsen för gjutstål kommer sprickor att inträffa.
Fasändringsspänning: Gjutstål kommer att genomgå fasförändring under kylning, såsom omvandlingen av austenit till martensit, och volymen kommer att expandera. Om de omgivande stelnade delarna begränsar denna expansion kommer vävnadsspänning att genereras. Superpositionen av vävnadsspänning och krympning stress ökar möjligheten till sprickor.
Krympningshinder orsakar sprickor
Mögel- och kärnobstruktion: Om formen och kärnan har hög styvhet och dålig utbyte kommer den att hindra krympningen av stålgjutningen. Till exempel, när man använder en metallform för gjutning, har metallformen hög styvhet, och gjutningen är föremål för stort motstånd vid krympning, vilket är lätt att orsaka spänningskoncentration inuti gjutningen. När spänningen överskrider materialstyrkan kommer sprickor att dyka upp.
OREMALELT Gjutstrukturdesign: Om det finns plötsliga förändringar i väggtjocklek och skarpa vinklar i gjutningsstrukturen kommer krympningen att vara ojämn. I dessa delar kan stressen som genereras av krympning inte släppas smidigt och är lätt att koncentrera sig, vilket resulterar i sprickor.
Krympningsporfel orsakar sprickor
Krympningshålrum och krympningsporositet: Under stelningen och krympningsprocessen för stålgjutning, om den flytande metallen är otillräckligt kompletterat, kommer krympningshålrum och krympningsporositet att bildas. Dessa pordefekter försvagar gjutningens effektiva lagerområde och ökar lokal stress. I den efterföljande kylning eller användningsprocess koncentreras stress runt porerna, vilket är lätt att orsaka sprickor och expandera.
2. Hur minskar man krympningen av stålgjutning?
Optimera kemisk sammansättning
Justera kolinnehållet. På förutsättningen att möta gjutningens prestanda, öka på lämpligt sätt koldioxidinnehållet och använd grafitiseringsutvidgning för att kompensera för krympningen.
Öka rimligt öka kiselinnehållet för att förbättra fluiditeten hos det smälta stålet, vilket bidrar till krympningskompensation under stelning och minskar krympningen.
Kontrollera hällprocessen
Kontrollera strikt hälltemperaturen. På förutsättningen att säkerställa fluiditeten hos det smälta stålet, försök att minska hälltemperaturen och minska vätskekrympningen.
Optimera hällhastigheten och använd en lämplig hällhastighet för att säkerställa att det smälta stålet fyller formen smidigt, undviker gasuttag och orsakar lokal överhettning.
Förbättra den strukturella utformningen av gjutningar
Försök att göra väggtjockleken på gjutuniformen under designen, undvika plötsliga förändringar i väggtjockleken och minska krympningsskillnaden orsakad av ojämn kylning.
Ställ in rimliga risare i de tjocka och stora delarna av gjutningen för att ge tillräcklig flytande metall för att komplettera krympningen.
Välj lämpliga gjutmaterial och processer
Välj gjutmaterial med bra utbyte, såsom hartsand, för att minska hindrandet av gjutningen till krympningen av gjutningen.
Förvärm formen för att minska temperaturskillnaden mellan gjutningen och formen, gör kylningsprocessen enhetlig och minska krympningsspänningen.
Stärka kontrollen av stelningsprocessen
Använd lämpliga kylmetoder, såsom att ställa in kallt järn i formen för att påskynda gjutningshastigheten för gjutningen, uppnå sekventiell stelning och främja krympningskompensationen för den flytande metallen.
På lämpligt sätt vibrera eller rör om gjutningen för att bryta dendriterna i den smälta metallen i början av stelningen, öka flytande metallens flytande och underlätta krympningskompensation.
