Komposisi Kimia yang Tidak Merata
Segregasi Komposisi: Selama proses pengecoran, karena kompleksitas proses pemadatan, pemisahan komposisi kimia rentan terjadi dalam pengecoran. Suhu perubahan fase dan produk perubahan fase paduan di area komposisi kimia yang berbeda berbeda, dan perubahan volume selama perubahan fase juga berbeda. Perbedaan ini menyebabkan stres perubahan fase antara bagian yang berbeda.
Pengaruh elemen pengotor: Kehadiran elemen pengotor akan mengubah karakteristik perubahan fase paduan. Kotoran dapat menghambat atau mempromosikan proses perubahan fase, menyebabkan perilaku perubahan fase yang berbeda di berbagai bagian paduan, sehingga menghasilkan stres perubahan fase.
Pengaruh stres perubahan fase casting pada kualitas casting
Mengarah ke akurasi dimensi yang berkurang
Tegangan perubahan fase akan menyebabkan perubahan volume yang tidak merata dalam casting selama proses perubahan fase, menghasilkan perubahan dalam dimensi keseluruhan atau lokal dari penyimpangan casting dan dimensi. Misalnya, di beberapa bagian cast presisi, perubahan dimensi yang disebabkan oleh tegangan perubahan fase dapat membuat bagian tidak dapat memenuhi persyaratan perakitan dan meningkatkan laju memo.
Menyebabkan retak coran
Ketika tegangan perubahan fase melebihi batas kekuatan bahan casting pada suhu yang sesuai, retakan akan muncul dalam casting. Generasi retakan tidak hanya akan menyebabkan cacat dalam penampilan casting, tetapi lebih serius, itu akan sangat mengurangi sifat mekanik dan masa pakai casting, sehingga memudahkan casting untuk pecah dari retakan ketika di bawah beban, menghasilkan kegagalan seluruh komponen.
Menyebabkan organisasi yang tidak merata
Stres perubahan fase mempengaruhi transformasi organisasi di dalam casting, membuat organisasi metalografi dari berbagai bagian casting tidak merata. Misalnya, dalam beberapa coran baja paduan, stres perubahan fase dapat menyebabkan butiran kasar terbentuk di beberapa daerah, sementara butiran halus terbentuk di daerah lain. Ukuran biji -bijian yang berbeda dan morfologi organisasi akan membuat sifat mekanik anisotropik casting, mengurangi kinerja komprehensif casting.
Menghasilkan stres residual
Jika stres perubahan fase tidak sepenuhnya dilepaskan setelah pengecoran didinginkan, itu akan ada dalam casting dalam bentuk stres residual. Stres residual akan menyebabkan casting tidak stabil secara dimensi karena redistribusi stres selama pemrosesan dan penggunaan selanjutnya, mempengaruhi akurasi retensi bagian. Selain itu, stres residual juga akan ditumpangkan pada stres kerja, mengurangi kekuatan kelelahan dan resistensi korosi stres dari casting, membuat casting lebih rentan terhadap retakan kelelahan dan retak korosi stres selama penggunaan.
Casting stres susut
Penyebab stres susut pada coran
Penyusutan logam cair
Perubahan Volume: Selama proses pendinginan dari suhu tuang hingga suhu pemadatan, logam cair akan menyusut dalam bentuk cair, dan volume akan berkurang secara bertahap. Ketika logam cair mengalir dan mengisi cetakan, jika dibatasi oleh cetakan, inti, dll. Dan tidak bisa menyusut dengan bebas, tegangan akan dihasilkan di dalam logam cair.
Proses pengisian: Selama proses pengisian, ada gesekan antara logam cair dan dinding cetakan, serta resistansi aliran logam cair dalam rongga cetakan, yang akan menghambat penyusutan logam cair bebas, sehingga menghasilkan tegangan penyusutan.
Penyusutan Solidifikasi
Penyusutan Perubahan Fase: Ketika logam mengeras, itu berubah dari cair ke padatan, dan penyusutan volume akan terjadi. Misalnya, ketika logam murni menguat, pembentukan struktur kristal akan membuat atom lebih dekat diatur, menghasilkan penurunan volume. Ketika paduan mengeras, penyusutan lebih rumit karena transisi beberapa fase. Jika penyusutan terhalang, stres akan dihasilkan.
Urutan Solidifikasi: Untuk coran dengan bentuk kompleks dan ketebalan dinding yang tidak rata, urutan pemadatan bagian yang berbeda berbeda. Bagian yang memadat terlebih dahulu akan menghalangi penyusutan bagian yang kokoh nanti, dan bagian yang kokoh nanti akan menghasilkan tegangan tarik pada bagian yang mengeras terlebih dahulu saat menyusut, sehingga membentuk tegangan penyusutan.
Penyusutan solid-state
Ekspansi dan Kontraksi Termal: Setelah casting menguatkan, karena terus dingin hingga suhu kamar, logam padat akan menyusut karena prinsip ekspansi dan kontraksi termal. Pada titik ini, casting sudah memiliki kekuatan dan kekakuan tertentu. Jika penyusutan dibatasi oleh cetakan, inti, struktur casting itu sendiri atau faktor eksternal lainnya, tegangan penyusutan akan dihasilkan.
Kendala Struktural: Desain struktural casting akan mempengaruhi penyusutan solid-state. Misalnya, coran dengan struktur yang kompleks, seperti yang dengan iga penguat, bos, dll., Tersumbat bersama dan tidak dapat menyusut secara bebas selama kontraksi solid-state, yang akan menghasilkan tegangan penyusutan yang besar.
Pengaruh cetakan dan inti
Buruknya hasil: kemampuan hasil cetakan dan inti mengacu pada kemampuan mereka untuk cacat saat casting menyusut, sehingga mengurangi kemampuan untuk menghambat penyusutan casting. Jika hasil cetakan dan inti tidak baik, seperti menggunakan bahan dengan kekakuan yang lebih besar atau kekompakan yang terlalu tinggi, itu akan secara serius menghambat penyusutan casting, menghasilkan peningkatan stres penyusutan.
Resistensi residual: Selama proses pendinginan casting, adhesi atau gesekan dapat terjadi antara cetakan dan inti dan casting, yang akan meningkatkan resistensi terhadap penyusutan casting dan menghasilkan tegangan penyusutan.
Dampak stres penyusutan dari coran pada kualitas casting:
Menyebabkan penyimpangan dimensi
Stres penyusutan akan menyebabkan penyusutan casting yang tidak merata selama proses pendinginan, menghasilkan penyimpangan antara ukuran casting dan ukuran desain. Untuk coran dengan persyaratan presisi tinggi, seperti bilah mesin pesawat terbang, deviasi dimensi dapat membuat bagian tidak dapat memenuhi persyaratan perakitan dan mempengaruhi kinerja seluruh peralatan.
Coran dengan bentuk kompleks memiliki tekanan penyusutan yang berbeda di bagian yang berbeda, yang akan menyebabkan casting berputar dan berubah bentuk, lebih lanjut meningkatkan deviasi dimensi.
Menyebabkan casting retak
Ketika tegangan susut melebihi batas kekuatan bahan casting, casting akan retak. Microcracks akan menjadi sumber konsentrasi stres, secara bertahap berkembang dalam penggunaan selanjutnya, dan mengurangi kapasitas bantalan casting.
Retakan permukaan mempengaruhi kualitas penampilan casting, sementara retakan internal sulit dideteksi dan akan menyebabkan kerusakan mendadak selama penggunaan, yang mengakibatkan konsekuensi serius. Misalnya, retak di blok silinder mesin mobil dapat menyebabkan kegagalan mesin.