I. Cause del tasso di restringimento e difetti di crack nelle getti d'acciaio
1. Cause del tasso di restringimento
Proprietà fisiche dei metalli
Espansione termica e contrazione: durante il processo di solidificazione e raffreddamento delle getti d'acciaio, il movimento termico tra gli atomi è indebolito e la distanza tra gli atomi viene ridotta a causa della diminuzione della temperatura, con conseguente restringimento del volume del metallo.
Trasformazione della struttura cristallina: durante il processo di raffreddamento, la struttura cristallina dell'acciaio fuso cambierà. I volumi specifici di diverse strutture cristalline sono diversi. Ad esempio, quando l'austenite viene trasformata in ferrite e perle, sarà accompagnata dal restringimento del volume.
Influenza del processo di solidificazione
Riduzione del liquido: quando si raffreddano dalla temperatura di versamento alla temperatura di solidificazione, il restringimento del volume del metallo liquido a causa della diminuzione della temperatura. Maggiore è la temperatura di versamento, maggiore è il restringimento del liquido.
Riduzione della solidificazione: durante la fase di solidificazione, il metallo liquido si trasforma in stato solido. Poiché la densità del metallo liquido è inferiore a quella del metallo solido, si verificherà un restringimento del volume. Il tasso di restringimento della solidificazione è correlato alla composizione chimica dell'acciaio fuso. Ad esempio, il fuso in acciaio con un alto contenuto di carbonio ha un tasso di restringimento della solidificazione relativamente grande.
Struttura e dimensioni di fusione
Spessore delle pareti: spesse - getti murati raffreddate lentamente, impiegano molto tempo per solidificarsi e sono relativamente difficili da ricostituire il metallo liquido, il che può portare a un grande tasso di restringimento. Inoltre, i difetti come le cavità di restringimento e la porosità del restringimento sono facilmente formati in pareti spesse, che influenzano ulteriormente il tasso di restringimento.
Complessità della forma: per i getti con forme complesse, il tasso di restringimento cambierà a causa della velocità di raffreddamento irregolare di ciascuna parte e della restrizione reciproca durante il restringimento. Ad esempio, per i getti con connessioni murate - murate e spesse, la parte murata sottile - murata si raffredda rapidamente e si solidifica per primo, il che limita il restringimento della parte spessa - e provoca una velocità di restringimento anormale.
Condizioni di muffa
Rigidità: lo stampo ha un'elevata rigidità e scarsa resa, che ostacoleranno il restringimento della fusione, causano stress all'interno della fusione e ridurrà il tasso di restringimento effettivo. Tuttavia, in questo caso, il casting è soggetto a difetti come le crepe.
Conducibilità termica: lo stampo ha una buona conduttività termica, che accelererà la velocità di raffreddamento della fusione, causando la riduzione rapida della superficie della fusione e l'interno, il che può portare a un restringimento irregolare e influire sul tasso di restringimento.
Parametri di processo di versamento
Temperatura di versamento: una temperatura di versamento troppo alta aumenterà il surriscaldamento del metallo liquido, con conseguente aumento del restringimento del liquido e aumenterà anche la temperatura dello stampo, influenzando la velocità di raffreddamento e il processo di restringimento della fusione.
Velocità di versamento: se la velocità di versamento è troppo veloce, il flusso del metallo fuso nello stampo sarà instabile, causando il surriscaldamento locale, influenzando il processo di solidificazione e l'uniformità di restringimento; Se la velocità di versamento è troppo lenta, il metallo fuso può raffreddare troppo rapidamente durante il processo di ripieno, il che non è favorevole alla supplementazione del restringimento del metallo liquido.
2. La relazione causale tra difetti di crack e restringimento nelle getti d'acciaio
Lo stress da restringimento provoca crepe
Differenze della velocità di raffreddamento: durante il processo di raffreddamento delle getti d'acciaio, le diverse parti hanno velocità di raffreddamento diverse a causa di fattori come lo spessore e la forma. La parete spessa si raffredda lentamente, si restringe più tardi ed è in uno stato di trazione; La parete sottile si raffredda rapidamente, si solidifica e si restringe prima e produce stress di trazione sulla parete spessa. Quando questa sollecitazione di trazione supera il limite di resistenza dell'acciaio fuso, si verificheranno crepe.
Stress di cambio di fase: l'acciaio fuso subirà un cambiamento di fase durante il raffreddamento, come la trasformazione dell'austenite in martensite e il volume si espanderà. Se le parti solidificate circostanti limitano questa espansione, verrà generata lo stress dei tessuti. La sovrapposizione dello stress dei tessuti e dello stress di restringimento aumenta la possibilità di crepe.
L'ostruzione del restringimento provoca crepe
Ostruzione del nucleo e del nucleo: se lo stampo e il nucleo hanno un'elevata rigidità e scarsa resa, ostacolerà il restringimento della fusione in acciaio. Ad esempio, quando si utilizza uno stampo di metallo per la fusione, lo stampo metallico ha un'elevata rigidità e la fusione è soggetta a grande resistenza durante la riduzione, il che è facile causare concentrazione di stress all'interno della fusione. Quando lo stress supera la resistenza del materiale, appariranno le crepe.
Design irragionevole della struttura del fusione: se ci sono improvvisi cambiamenti nello spessore della parete e angoli acuti nella struttura del fusione, il restringimento sarà irregolare. In queste parti, lo stress generato dal restringimento non può essere rilasciato senza intoppi ed è facile da concentrarsi, con conseguenti crepe.
I difetti dei pori di restringimento causano crepe
Cavità di restringimento e porosità di restringimento: durante il processo di solidificazione e restringimento delle getti d'acciaio, se il metallo liquido è insufficientemente integrato, si formeranno cavità di rimprigiona e porosità di rimprigiona. Questi difetti dei pori indeboliranno l'area del cuscinetto efficace della fusione e aumenteranno lo stress locale. Nel successivo processo di raffreddamento o utilizzo, lo stress è concentrato attorno ai pori, che è facile causare crepe ed espandersi.
2. Come ridurre il restringimento delle getti d'acciaio?
Ottimizza la composizione chimica
Regola il contenuto di carbonio. Sulla premessa di soddisfare le prestazioni del casting, aumentare in modo appropriato il contenuto di carbonio e utilizzare l'espansione della grafitizzazione per compensare il restringimento.
Aumentare ragionevolmente il contenuto di silicio per migliorare la fluidità dell'acciaio fuso, che è favorevole alla compensazione di restringimento durante la solidificazione e riduce il restringimento.
Controlla il processo di versamento
Controlla rigorosamente la temperatura di versamento. Sulla premessa di garantire la fluidità dell'acciaio fuso, cercare di ridurre la temperatura di versamento e ridurre il restringimento del liquido.
Ottimizzare la velocità di versamento e utilizzare una velocità di versamento adatta per garantire che l'acciaio fuso riempia lo stampo liscio, evitando l'intrappolamento del gas e causando il surriscaldamento locale.
Migliora la progettazione strutturale dei getti
Cerca di realizzare lo spessore della parete dell'uniforme da fusione durante il design, evitare improvvisi cambiamenti nello spessore della parete e ridurre la differenza di restringimento causata dal raffreddamento irregolare.
Impostare i contenitori ragionevoli nelle parti spesse e grandi della fusione per fornire un metallo liquido sufficiente per integrare il restringimento.
Seleziona materiali e processi di fusione adeguati
Seleziona materiali di colata con buona resa, come sabbia di resina, per ridurre l'ostruzione della fusione al restringimento della fusione.
Preriscalda lo stampo per ridurre la differenza di temperatura tra la fusione e lo stampo, rendere l'uniforme del processo di raffreddamento e ridurre lo stress di rimprigion.
Rafforzare il controllo del processo di solidificazione
Utilizzare metodi di raffreddamento appropriati, come l'impostazione del ferro freddo nello stampo per accelerare la velocità di raffreddamento locale della fusione, ottenere solidificazione sequenziale e promuovere la compensazione di restringimento del metallo liquido.
Vibrare o mescolare opportunamente la fusione per rompere i dendriti nel metallo fuso all'inizio della solidificazione, aumentare la fluidità del metallo liquido e facilitare la compensazione del restringimento.
