Hva er årsakene til sprekkdefekter i støpt stål?

Forekomsten av sprekkfeil i støpte ståldeler er et svært vanlig og komplekst problem, som involverer hele produksjonskjeden fra smelting, støpeprosess til etterfølgende behandling. Sprekker er grunnleggende forårsaket av indre spenninger (hovedsakelig termiske og krympespenninger) som overskrider materialets styrkegrense ved den temperaturen.

Vanligvis er sprekker delt inn i to kategorier: varme sprekker og kalde sprekker.

1、 Varmoppsprekking oppstår i det sene stadiet eller kort tid etter størkning av smeltet stål, når metallet er i en fast-flytende sameksistenstilstand med lav styrke og plastisitet. Forekomsttemperatur: vanligvis nær soliduslinjen (rundt 1300-1450 ° C). Egenskaper: Sprekkedelen er sterkt oksidert, ser svart eller blå ut, med en kronglete og uregelmessig form.

hovedårsak:

1. Strukturell utforming av støpegods: For store forskjeller i veggtykkelse og ujevne overganger ved koblinger resulterer i ujevn avkjøling og betydelig termisk spenning.

2. Urimelig utforming av hellesystemet: Innløpet er for konsentrert eller feil plassert, noe som resulterer i lokal overoppheting, som til slutt størkner i det området

Kan ikke motta komprimering og støtte.

3. Dårlig tilbaketrekking av sandform/-kjerne: Styrken på sandformen er for høy, noe som hindrer dens frie krymping under størkning og krymping av støping, noe som resulterer i strekkspenninger og sprekker. Dette er en veldig vanlig årsak.

4. Legering kjemisk sammensetning: Høyt innhold av skadelige grunnstoffer som svovel (S) og fosfor (P): De danner sulfider og fosfider med lavt smeltepunkt, danner flytende tynne filmer ved korngrensene, noe som i stor grad svekker den intergranulære bindekraften, og er ekstremt viktige faktorer som fører til termisk sprekkdannelse. Karbon (C) innhold: Med høyt karboninnhold blir størkningstemperaturområdet bredere, dendrittene blir grove, og det er økt tendens til termisk sprekkdannelse. 5. Feil bruk av stigerør og kjølejern: Hvis stigerøret er for lang eller for kort, og kjølejernet ikke er riktig plassert, vil det forverre ujevn kjøling.

2、 Kaldoppsprekking oppstår etter at støpingen er fullstendig størknet og avkjølt til en elastisk tilstand, vanligvis i lavtemperaturstadiet under 600 °C. Forekomsttemperatur: lavere temperatur. Egenskaper: Sprekkedelen er ren, med metallisk glans eller svak oksidasjonsfarge, og sprekken er relativt rett og kontinuerlig i en rett linjeform.

hovedårsak:

1. Overdreven støpespenning: Termisk belastning: forårsaket av inkonsekvente kjølehastigheter for ulike deler av støpegodset. Krympestress: Mekaniske hindringer for støpekrymping forårsaket av muggsopp, sandkjerner, innløpssystemer og boksstopp. Transformasjonsspenning: Spenningen som genereres av endringen i spesifikt volum under kjøleprosessen når det er en strukturell transformasjon (som austenitt som transformeres til martensitt).

2. Metallurgisk kvalitet på stål: Høyt gassinnhold, spesielt hydrogen (H), kan forårsake "hydrogenindusert sprekkdannelse" og redusere materialets seighet. Det er mange ikke-metalliske inneslutninger: som spenningskonsentrasjonspunkter kan inneslutninger redusere styrken og sprekkmotstanden til materialer betydelig.

3. For tidlig sliping under boksing: Støpingen er ennå ikke avkjølt til tilstrekkelig lav temperatur, og den indre spenningen er ikke helt eliminert før for tidlig vibrasjon og sliping lett kan forårsake kaldsprekking.

4. Feil varmebehandlingsprosess: Overdreven oppvarmings- eller avkjølingshastighet: Spesielt under gløding og normaliseringsbehandling, hvis oppvarmingen eller avkjølingen er ujevn, vil det generere enorm varmebehandlingsspenning, som vil overlappe den opprinnelige støpespenningen og forårsake sprekker.

Slokkesprekker: Dette er en spesiell form for kaldsprekker, som danner martensitt med høy hardhet på grunn av den raske kjølehastigheten ved slukking, ledsaget av store strukturelle påkjenninger, noe som gjør det veldig enkelt å sprekke.

Sammendrag og løsningsideer

Når det oppdages sprekker i støpte ståldeler, bør årsakene systematisk undersøkes fra følgende aspekter:

1. Kjemisk sammensetning: Kontroller strengt innholdet av skadelige elementer som S og P.

2. Smelteprosess: Raffineringsmetoder brukes for å redusere innholdet av gasser og inneslutninger i det smeltede stålet. 3. Støpestruktur: Optimaliser designet for å unngå plutselige endringer i veggtykkelse og bruk avrundede overganger.

4. Støpeprosess: innløps- og stigerørsystem: Rimelig utformet for å oppnå sekvensiell størkning eller samtidig størkning, og unngå lokal overoppheting. Støpesand/kjernesand: Sørg for tilstrekkelig ettergivelse og sammenleggbarhet. Kaldtjern og stigerør: Riktig bruk for å kontrollere kjølesekvensen.

5. Sandfjerning og rengjøring: Sørg for at støpegodset er avkjølt til en tilstrekkelig lav temperatur (som under 400 °C) i sandformen før boksing. Ved kapping av stigerør og sveisereparasjoner er det også nødvendig å unngå å generere nye påkjenninger.

6. Varmebehandlingsprosess: Utvikle rimelige varmebehandlingsspesifikasjoner, spesielt kontroller oppvarmings- og kjølehastighetene. For komplekse deler eller høylegerte ståldeler, bruk en trinnvis oppvarming og langsom avkjølingsmetode.

For nøyaktig å bestemme den spesifikke årsaken, er det ofte nødvendig å kombinere makroskopisk og mikroskopisk morfologianalyse av sprekker (metallografisk undersøkelse), prosessgjennomgang og kjemisk sammensetningsanalyse for å foreta en omfattende vurdering.