Koji su uzroci pukotina od livenog čelika?

Pojava pukotina na dijelovima od livenog čelika vrlo je čest i složen problem, koji uključuje cijeli proizvodni lanac od topljenja, procesa livenja do naknadne obrade. Pukotine su u osnovi uzrokovane unutarnjim naprezanjima (uglavnom termičkim naprezanjima i naprezanjima skupljanja) koja prelaze granicu čvrstoće materijala na toj temperaturi.

Obično se pukotine dijele u dvije kategorije: tople pukotine i hladne pukotine.

1、 Vruće pucanje se javlja u kasnoj fazi ili ubrzo nakon skrućivanja rastaljenog čelika, kada je metal u stanju koegzistencije čvrsto-tečno sa niskom čvrstoćom i plastičnošću. Temperatura pojave: obično blizu linije solidusa (oko 1300-1450 °C). Karakteristike: Presjek pukotine je jako oksidiran, izgleda crno ili plavo, krivudavog i nepravilnog oblika.

glavni uzrok:

1. Konstrukcijski dizajn odlivaka: Prekomerne razlike u debljini zida i neravni prelazi na spojevima rezultiraju neravnomernim hlađenjem i značajnim termičkim naprezanjem.

2. Nerazuman dizajn sistema za izlivanje: Lijevka je previše koncentrirana ili nepravilno postavljena, što dovodi do lokalnog pregrijavanja, koje se na kraju stvrdnjava u tom području

Nije moguće primiti kompresiju i podršku.

3. Slabo povlačenje pješčanog kalupa/jezgra: Čvrstoća pješčanog kalupa je previsoka, što ometa njegovo slobodno skupljanje tokom stvrdnjavanja i skupljanja livenja, što rezultira vlačnim naprezanjem i pucanjem. Ovo je vrlo čest razlog.

4. Hemijski sastav legure: Visok sadržaj štetnih elemenata kao što su sumpor (S) i fosfor (P): Oni formiraju sulfide i fosfide niske tačke topljenja, formirajući tečne tanke filmove na granicama zrna, u velikoj meri slabeći međugranularnu silu vezivanja, i izuzetno su važni faktori koji dovode do termičkog pucanja. Sadržaj ugljika (C): Sa visokim sadržajem ugljika, raspon temperature očvršćavanja postaje širi, dendriti postaju grubi i postoji povećana tendencija termičkog pucanja. 5. Nepravilna upotreba uspona i rashladnog gvožđa: Ako je vrat za uspon predugačak ili prekratak, a rashladna pegla nije pravilno postavljena, to će pogoršati neravnomerno hlađenje.

2、 Hladno pucanje nastaje nakon što se odljevak potpuno očvrsne i ohladi do elastičnog stanja, obično u fazi niske temperature ispod 600 °C. Temperatura pojave: niža temperatura. Karakteristike: Presek pukotine je čist, sa metalnim sjajem ili blagom oksidacionom bojom, a pukotina je relativno ravna i kontinuirana u pravolinijskom obliku.

glavni uzrok:

1. Prekomjerno naprezanje odljevka: Termičko naprezanje: uzrokovano nedosljednim brzinama hlađenja različitih dijelova odljevka. Naprezanje skupljanja: mehaničke prepreke skupljanju odljevka uzrokovane kalupima, pješčanim jezgrama, sistemima sprudova i graničnicima. Transformacijski napon: Napon nastao promjenom specifične zapremine tokom procesa hlađenja kada dođe do strukturne transformacije (kao što je transformacija austenita u martenzit).

2. Metalurški kvalitet čelika: Visok sadržaj plina, posebno vodika (H), može uzrokovati "pucanje izazvano vodikom" i smanjiti žilavost materijala. Postoji mnogo nemetalnih inkluzija: kao tačke koncentracije naprezanja, inkluzije mogu značajno smanjiti čvrstoću i otpornost materijala na pucanje.

3. Prerano brušenje tokom boksanja: Odlivanje još nije ohlađeno na dovoljno nisku temperaturu, a unutrašnji stres nije u potpunosti eliminisan prije nego što preuranjene vibracije i brušenje lako mogu uzrokovati hladno pucanje.

4. Nepravilan proces termičke obrade: Prekomjerna brzina zagrijavanja ili hlađenja: Naročito tokom žarenja i normalizirajućeg tretmana, ako je zagrijavanje ili hlađenje neravnomjerno, to će stvoriti ogroman napon toplinske obrade, koji će se nadovezati na izvorno naprezanje livenja i uzrokovati pucanje.

Gašenje pukotina: Ovo je poseban oblik hladnog pucanja, koji formira martenzit visoke tvrdoće zbog brzog hlađenja pri gašenju, praćenog ogromnim strukturalnim naprezanjem, što ga čini vrlo lakim za pucanje.

Rezime i ideje rješenja

Kada se nađu pukotine na dijelovima od livenog čelika, razloge treba sistematski istraživati ​​sa sljedećih aspekata:

1. Hemijski sastav: Strogo kontrolisati sadržaj štetnih elemenata kao što su S i P.

2. Proces topljenja: Metode rafiniranja se koriste za smanjenje sadržaja plinova i inkluzija u rastopljenom čeliku. 3. Struktura livenja: Optimizirajte dizajn kako biste izbjegli nagle promjene u debljini zida i koristite zaobljene prijelaze.

4. Proces livenja: sistem izlivanja i uspona: Razumno dizajniran da postigne sekvencijalno očvršćavanje ili istovremeno skrućivanje, izbegavajući lokalno pregrijavanje. Pesak za kalupljenje/pesak za jezgro: Osigurajte dovoljnu elastičnost i sklopivost. Hladno gvožđe i uspon: Pravilna upotreba za kontrolu sekvence hlađenja.

5. Uklanjanje peska i čišćenje: Uverite se da su odlivci ohlađeni na dovoljno nisku temperaturu (kao što je ispod 400°C) u peščanom kalupu pre pakovanja. Prilikom rezanja uspona i popravki zavarivanja također je potrebno izbjeći stvaranje novih naprezanja.

6. Proces toplinske obrade: Razviti razumne specifikacije toplinske obrade, posebno kontrolirati stope grijanja i hlađenja. Za složene dijelove ili dijelove od visoko legiranog čelika, usvojite metodu postupnog grijanja i sporog hlađenja.

Za precizno određivanje specifičnog uzroka, često je potrebno kombinovati makroskopsku i mikroskopsku analizu morfologije pukotina (metalografsko ispitivanje), pregled procesa i analizu hemijskog sastava kako bi se doneo sveobuhvatan sud.