I. Penyebab laju susut dan cacat retak pada coran baja
1. Penyebab tingkat penyusutan
Sifat fisik logam
Ekspansi dan kontraksi termal: Selama proses pemadatan dan pendinginan pengecoran baja, gerakan termal antar atom melemah dan jarak antar atom berkurang karena penurunan suhu, yang mengakibatkan penyusutan volume logam.
Transformasi struktur kristal: Selama proses pendinginan, struktur kristal baja tuang akan berubah. Volume spesifik struktur kristal yang berbeda berbeda-beda. Misalnya austenit diubah menjadi ferit dan perlit maka akan disertai penyusutan volume.
Pengaruh proses solidifikasi
Penyusutan cairan: Ketika didinginkan dari suhu penuangan ke suhu pemadatan, volume logam cair menyusut karena penurunan suhu. Semakin tinggi suhu penuangan, semakin besar penyusutan cairan.
Penyusutan Solidifikasi: Selama tahap pemadatan, logam cair berubah menjadi keadaan padat. Karena kepadatan logam cair lebih rendah dari logam padat, penyusutan volume akan terjadi. Laju penyusutan solidifikasi terkait dengan komposisi kimia baja cor. Misalnya, baja cor dengan kandungan karbon tinggi memiliki laju penyusutan yang relatif besar.
Struktur dan ukuran casting
Ketebalan dinding: tebal - coran berdinding dingin secara perlahan, luangkan waktu lama untuk memadat, dan relatif sulit untuk mengisi kembali logam cair, yang dapat menyebabkan laju penyusutan yang besar. Selain itu, cacat seperti rongga penyusutan dan porositas penyusutan mudah terbentuk di dinding tebal, yang selanjutnya mempengaruhi laju susut.
Bentuk kompleksitas: Untuk coran dengan bentuk kompleks, laju penyusutan akan berubah karena laju pendinginan yang tidak rata dari setiap bagian dan pembatasan timbal balik selama penyusutan. Misalnya, untuk coran dengan koneksi berdinding- {{2} {{1} {{2 {2} {{3} {{2} dengan cepat, yang lebih cepat dan kokoh, yang membatasi penyusutan {-} yang tebal dan menyebabkan laju pengusutan yang tidak normal.
Kondisi cetakan
Kekakuan: Cetakan memiliki kekakuan yang tinggi dan hasil yang buruk, yang akan menghambat penyusutan casting, menyebabkan stres di dalam casting, dan mengurangi laju penyusutan yang sebenarnya. Namun, dalam hal ini, casting rentan terhadap cacat seperti retakan.
Konduktivitas termal: Cetakan memiliki konduktivitas termal yang baik, yang akan mempercepat laju pendinginan casting, menyebabkan permukaan casting menyusut dengan cepat dan bagian dalamnya menyusut perlahan, yang dapat menyebabkan penyusutan yang tidak rata dan mempengaruhi laju penyusutan.
Menuangkan parameter proses
Suhu tuang: Suhu tuang yang terlalu tinggi akan meningkatkan superheat logam cair, menghasilkan peningkatan penyusutan cair, dan juga akan meningkatkan suhu cetakan, mempengaruhi laju pendinginan dan proses penyusutan casting.
Kecepatan tuang: Jika kecepatan tuang terlalu cepat, aliran logam cair dalam cetakan akan tidak stabil, menyebabkan panas berlebih lokal, mempengaruhi proses pemadatan dan keseragaman penyusutan; Jika kecepatan tuang terlalu lambat, logam cair dapat dingin terlalu cepat selama proses pengisian, yang tidak kondusif untuk suplementasi penyusutan logam cair.
2. Hubungan kausal antara cacat retak dan penyusutan dalam coran baja
Stres penyusutan menyebabkan retak
Perbedaan laju pendinginan: Selama proses pendinginan coran baja, bagian yang berbeda memiliki laju pendinginan yang berbeda karena faktor -faktor seperti ketebalan dan bentuk. Dinding tebal itu dingin, menyusut kemudian, dan dalam keadaan tarik; Dinding tipis mendingin dengan cepat, mengeras dan menyusut terlebih dahulu, dan menghasilkan tegangan tarik di dinding tebal. Ketika tegangan tarik ini melebihi batas kekuatan baja cor, retakan akan terjadi.
Tegangan perubahan fasa: Baja tuang akan mengalami perubahan fasa selama pendinginan, seperti transformasi austenit menjadi martensit, dan volumenya akan mengembang. Jika bagian sekitarnya yang mengeras membatasi ekspansi ini, tekanan jaringan akan terjadi. Superposisi tegangan jaringan dan tegangan susut meningkatkan kemungkinan terjadinya keretakan.
Penyusutan obstruksi menyebabkan retak
Obstruksi cetakan dan inti: Jika cetakan dan inti memiliki kekakuan tinggi dan hasil yang buruk, itu akan menghambat penyusutan pengecoran baja. Misalnya, saat menggunakan cetakan logam untuk casting, cetakan logam memiliki kekakuan tinggi, dan pengecoran tunduk pada ketahanan besar saat menyusut, yang mudah menyebabkan konsentrasi tegangan di dalam casting. Ketika stres melebihi kekuatan material, retakan akan muncul.
Desain struktur casting yang tidak masuk akal: Jika ada perubahan tiba -tiba dalam ketebalan dinding dan sudut tajam dalam struktur casting, penyusutan akan tidak rata. Pada bagian ini, tegangan yang dihasilkan oleh penyusutan tidak dapat dilepaskan dengan lancar dan mudah dikonsentrasikan, mengakibatkan retakan.
Cacat pori penyusutan menyebabkan retakan
Rongga penyusutan dan porositas penyusutan: Selama proses pemadatan dan penyusutan coran baja, jika logam cair tidak cukup ditambah, rongga penyusutan dan porositas penyusutan akan terbentuk. Cacat pori ini akan melemahkan area bantalan yang efektif dari casting dan meningkatkan stres lokal. Dalam proses pendinginan atau penggunaan berikutnya, stres terkonsentrasi di sekitar pori -pori, yang mudah menyebabkan retakan dan meluas.
2. Bagaimana mengurangi penyusutan coran baja?
Mengoptimalkan komposisi kimia
Sesuaikan kandungan karbon. Atas premis memenuhi kinerja casting, meningkatkan kandungan karbon dengan tepat dan menggunakan ekspansi grafitisasi untuk mengimbangi penyusutan.
Secara wajar meningkatkan kandungan silikon untuk meningkatkan fluiditas baja cair, yang kondusif untuk menyusut kompensasi selama pemadatan dan mengurangi penyusutan.
Kontrol proses penuangan
Kontrol secara ketat suhu tuang. Dengan premis memastikan fluiditas baja cair, cobalah untuk mengurangi suhu tuang dan mengurangi penyusutan cair.
Optimalkan kecepatan tuang dan gunakan kecepatan tuang yang sesuai untuk memastikan bahwa baja cair mengisi cetakan dengan lancar, menghindari jebakan gas dan menyebabkan panas berlebih setempat.
Tingkatkan desain struktural coran
Cobalah untuk membuat ketebalan dinding seragam casting selama desain, hindari perubahan tiba -tiba dalam ketebalan dinding, dan mengurangi perbedaan penyusutan yang disebabkan oleh pendinginan yang tidak rata.
Tetapkan riser yang masuk akal di bagian tebal dan besar casting untuk menyediakan logam cair yang cukup untuk melengkapi penyusutan.
Pilih bahan casting yang sesuai dan proses
Pilih bahan casting dengan hasil yang baik, seperti pasir resin, untuk mengurangi obstruksi casting hingga penyusutan casting.
Panaskan cetakan untuk mengurangi perbedaan suhu antara casting dan cetakan, buat proses pendinginan seragam, dan mengurangi tegangan penyusutan.
Memperkuat kontrol proses pemadatan
Gunakan metode pendinginan yang tepat, seperti mengatur besi dingin dalam cetakan untuk mempercepat laju pendinginan lokal casting, mencapai pemadatan berurutan, dan mempromosikan kompensasi penyusutan logam cair.
Getikan atau aduk casting secara tepat untuk memecahkan dendrit dalam logam cair pada awal pemadatan, tingkatkan fluiditas logam cair, dan memfasilitasi kompensasi penyusutan.
