Forholdet mellom krympingshastigheten for stålstøping og generering av sprekkfeil
Den 63. opplæringen av Lao Lu Foundry Furnace Workers ble registrert 26. april. Innholdet i denne treningen er duktilt jern, hvitt støpejern, vermikulært støpejern, støpe smelting og varmebehandlingstrening
I. Årsaker til krympingshastighet og sprekkfeil i stålstøping
1. Årsaker til krympingsrate
Fysiske egenskaper til metaller
Termisk ekspansjon og sammentrekning: Under størknings- og kjøleprosessen med stålstøping blir den termiske bevegelsen mellom atomer svekket og atomavstanden reduseres på grunn av temperaturens reduksjon, noe som resulterer i krymping av metallvolumet.
Krystallstrukturtransformasjon: Under kjøleprosessen med støpt stål vil krystallstrukturen endre seg. De spesifikke volumene av forskjellige krystallstrukturer er forskjellige. For eksempel, når austenitt blir forvandlet til ferritt og perlitt, vil den bli ledsaget av volumkrymping.
Påvirkning av størkningsprosess
Væskekrymping: Fra helletemperaturen til størkningstemperaturen krymper det flytende metallet i volum på grunn av temperaturens reduksjon. Jo høyere helletemperatur, jo større er væskekrympingen.
Størkning av størkning: I løpet av størkningsstadiet blir flytende metall til fast tilstand. Siden tettheten av flytende metall er lavere enn for fast metall, vil volumkrymping oppstå. Størknings krympingshastighet er relatert til den kjemiske sammensetningen av støpt stål. For eksempel har støpt stål med høyt karboninnhold relativt stor størkning krympningshastighet.
Støpestruktur og størrelse
Veggtykkelse: tykk - inngjerdede støping avkjøles sakte, stivner i lang tid, og det er relativt vanskelig å fylle på flytende metall, så krympingshastigheten kan være stor. Dessuten dannes feil som svinnhulrom og svinn porøsitet lett i tykke vegger, noe som ytterligere påvirker krympingshastigheten.
Formkompleksitet: For støping med komplekse former vil krympingshastigheten endre seg på grunn av den ujevn kjølehastighet for hver del og den gjensidige begrensningen under krymping. For eksempel, for støpegods med tynn - inngjerdet og tykk - inngjerdede tilkoblinger, avkjøles den tynne - veggede delen raskt og stivner først, noe som begrenser krympingen av den tykke - muret del, noe som resulterer i unormal krysning.
Støpeforhold
Stivhet: Formen har høy stivhet og dårlig utbytte, noe som vil hindre krympingen av støpet, forårsake stress inne i støpingen og redusere den faktiske krympingshastigheten. I dette tilfellet er støpingen imidlertid utsatt for defekter som sprekker.
Termisk ledningsevne: God termisk ledningsevne for støpet vil akselerere avkjølingshastigheten på støpet, noe som får overflaten til støpet til å krympe raskt og innsiden til å krympe sakte, noe som kan føre til ujevn krymping og påvirke krympingshastigheten.
Støpeprosessparametere
Hellingstemperatur: For høy helningstemperatur vil øke overoppheting av væskemetallet, noe som fører til økt flytende krymping, og vil også øke temperaturen på støpingen, noe som påvirker kjølehastigheten og svinningsprosessen til støpet.
Hellingshastighet: Hvis hellingshastigheten er for rask, vil strømmen av det smeltede metallet i støpingen være ustabil, forårsake lokal overoppheting, noe som påvirker størkningsprosessen og krympingens enhetlighet; Hvis hellingshastigheten er for langsom, kan det smeltede metallet avkjøles for raskt under fyllingsprosessen, noe som ikke bidrar til flytende metalls tilskudd av svinn.
2. Årsaksforholdet mellom sprekkfeil og krymping i stålstøper
Krympestress forårsaker sprekker
Forskjeller i kjølehastighet: Under kjølingsprosessen med stålstøping har forskjellige deler forskjellige kjølehastigheter på grunn av faktorer som tykkelse og form. Den tykke veggen avkjøles sakte, krymper senere, og er i strekktilstand; Den tynne veggen avkjøles raskt, stivner og krymper først, og produserer strekkspenning på den tykke veggen. Når denne strekkspenningen overstiger styrketsgrensen for støpt stål, vil sprekker oppstå.
Faseendringsspenning: støpt stål vil gjennomgå faseendring når avkjøling, for eksempel transformasjonen av austenitt til martensitt, og volumet vil utvide seg. Hvis de omkringliggende størkede delene begrenser denne utvidelsen, vil vevstress genereres. Superposisjonen av vevstress og krympingsspenning øker muligheten for sprekker.
Krymping av hindringer forårsaker sprekker
Hindret mugg og kjernehindring: Hvis formen og kjernen har høy stivhet og dårlig utbytte, vil det hindre krymping av stålstøping. For eksempel, når du bruker støping av metallform, er stivheten til metallformen stor, og motstanden som oppstår når støpingen krymper er stor, noe som er lett å forårsake stresskonsentrasjon inne i støpingen. Når stresset overstiger styrken til materialet, vil sprekker vises.
Urimelig støpestrukturdesign: Hvis det er plutselige endringer i veggtykkelse og skarpe vinkler i støpestrukturen, vil krympingen være ujevn. I disse delene kan ikke stresset som genereres av krymping ikke frigjøres jevnt og er lett å konsentrere seg, noe som resulterer i sprekker.
Krympende poredefekter forårsaker sprekker
Krymping og krymping: Hvis det flytende metallet ikke blir etterfylt nok under størknings- og krympingsprosessen med stålstøping, vil krymping og krymping dannes. Disse poredefektene vil svekke det effektive lagerområdet for støping og øke lokal belastning. I den påfølgende avkjølings- eller bruksprosessen er stresset konsentrert rundt porene, noe som er lett å forårsake sprekker og utvides.
2. Hvordan reduserer du krympingshastigheten for stålstøping?
Optimaliser kjemisk sammensetning
Juster karboninnholdet. På grunnlag av å møte utførelsen av støpingen, øker du karboninnholdet på riktig måte og bruker grafitiseringsutvidelse for å kompensere for krymping.
Øk med rimelig silisiuminnholdet, forbedrer fluiditeten til det smeltede stålet, letter krympingskompensasjon under størkning og reduserer krympingshastigheten.
Kontroller hellingsprosessen
Kontroller strengt helletemperaturen. På grunnlag av å sikre fluiditeten til det smeltede stålet, prøv å redusere helletemperaturen og redusere væskekrympingen.
Optimaliser hellingshastigheten og bruk en passende hellingshastighet for å sikre at det smeltede stålet fyller formen jevnt for å unngå gassinnfanging og lokal overoppheting.
Forbedre strukturell utforming av castings
Når du designer, kan du prøve å gjøre veggtykkelsen på støpegodsen, unngå plutselige endringer i veggtykkelse og redusere krympingsforskjellen forårsaket av ujevn kjøling.
Sett rimelige stigerør i de tykke delene av støpene for å gi tilstrekkelig flytende metall til å supplere krympingen.
Velg passende støpemateriell og prosesser
Velg støpematerialer med godt utbytte, for eksempel harpikssand, for å redusere hindringen av støpet til krymping av støpingen.
Forvarm støpet, reduser temperaturforskjellen mellom støpegods, gjør kjøleprosessen jevn og reduser krympestresset.
Styrke kontrollen av størkningsprosessen
Bruk passende kjølemetoder, for eksempel å sette kaldt jern i støpingen, for å fremskynde den lokale kjølehastigheten til støpet, oppnå sekvensiell størkning og fremme krympekompensasjonen for flytende metall.
Vibrer eller omrør støpene på riktig måte for å bryte dendrittene i det smeltede metallet i begynnelsen av størkning, øke fluiditeten til flytende metall og lette krympekompensasjon.
