Ujevn kjemisk sammensetning
Sammensetningssegregering: Under støpingsprosessen, på grunn av kompleksiteten i størkningsprosessen, er kjemisk sammensetningssegregering utsatt for å oppstå i støpingen. Faseendringstemperatur og faseendringsprodukter av legeringer i forskjellige kjemiske sammensetningsområder er forskjellige, og volumendringen under faseendring er også annerledes. Denne forskjellen forårsaker fase endrer stress mellom forskjellige deler.
Påvirkning av urenhetselementer: Tilstedeværelsen av urenhetselementer vil endre faseendringsegenskapene til legeringen. Urenheter kan hindre eller fremme faseendringsprosessen, forårsake ulik faseendring atferd i forskjellige deler av legeringen, og dermed generere faseendringsstress.
Påvirkning av støpefase endrer stress på støpekvalitet
Som fører til redusert dimensjonal nøyaktighet
Faseendringsstress vil føre til ujevn volumendringer i støpingen under faseendringsprosessen, noe som resulterer i endringer i de samlede eller lokale dimensjonene av støping og dimensjonsavvik. For eksempel, i noen presisjonsstøpte deler, kan de dimensjonale endringene forårsaket av faseendringsstress gjøre at delene ikke kan oppfylle monteringskrav og øke skrotfrekvensen.
Forårsaker sprekker av støpegods
Når faseendringsspenningen overstiger styrkegrensen til støpematerialet ved den tilsvarende temperaturen, vil sprekker vises i støpingen. Generering av sprekker vil ikke bare forårsake feil i utseendet til støpet, men mer alvorlig, det vil redusere de mekaniske egenskapene og levetiden til støpet, noe som gjør det enkelt for støping å bryte fra sprekken når den er under belastning, noe som resulterer i svikt i hele komponenten.
Forårsaker ujevn organisering
Faseendringsstress påvirker den organisatoriske transformasjonen i støpingen, noe som gjør den metallografiske organisasjonen av forskjellige deler av støping ujevn. For eksempel, i noen legeringsstålstøper, kan faseendringsstress føre til at grove korn dannes i noen områder, mens det dannes fine korn i andre områder. Ulike kornstørrelser og organisatoriske morfologier vil gjøre de mekaniske egenskapene til støpeanisotropisk, noe som reduserer den omfattende ytelsen til støpingen.
Genererer restspenning
Hvis faseendringsstresset ikke frigjøres helt etter at støpet er avkjølt, vil den eksistere i støpingen i form av gjenværende stress. Reststress vil føre til at støpingen er dimensjonalt ustabil på grunn av omfordeling av stress under påfølgende prosessering og bruk, noe som påvirker nøyaktighetsretensjonen av deler. I tillegg vil gjenværende stress også bli lagt over arbeidsstress, noe som reduserer utmattelsesstyrken og stresskorrosjonsmotstanden ved støpingen, noe som gjør støpingen mer utsatt for utmattelseskrekker og stresskorrosjonssprekker under bruk.
Støpe krymping
Årsaker til svinnstress i støpegods
Flytende metall krymping
Volumendring: Under kjøleprosessen fra å helle temperatur til størkningstemperatur, vil flytende metall krympe i flytende form, og volumet vil gradvis avta. Når flytende metall strømmer og fyller ut formen, hvis det er begrenset av formen, kjernen osv. Og ikke kan krympe fritt, vil stress bli generert inne i det flytende metallet.
Fyllprosess: Under fyllingsprosessen er det friksjon mellom flytende metall og muggveggen, så vel som strømningsmotstanden til flytende metall i mugghulen, noe som vil hindre den frie krympingen av flytende metall, og dermed generere svinnspenning.
Størkning krymping
Faseendrings krymping: Når metall stivner, endres det fra væske til faststoff, og volumkrymping vil oppstå. For eksempel, når rent metall stivner, vil dannelsen av krystallstruktur gjøre atomene nærmere anordnet, noe som resulterer i en reduksjon i volum. Når legeringer stivner, er krympingen mer komplisert på grunn av overgangen til flere faser. Hvis krympingen er hindret, vil stress bli generert.
Størkningsrekkefølge: For støping med komplekse former og ujevn veggtykkelse er størkningsrekkefølgen på forskjellige deler forskjellig. Den delen som stivner først vil hindre krymping av den delen som stivner senere, og den delen som stivner senere vil generere strekkspenning på den delen som stivner først når du krymper, og dermed danner krympestress.
Solid-state krymping
Termisk ekspansjon og sammentrekning: Etter at støpingen stivner, når det fortsetter å avkjøle seg til romtemperatur, vil det faste metallet krympe på grunn av prinsippet om termisk ekspansjon og sammentrekning. På dette tidspunktet har støpingen allerede en viss styrke og stivhet. Hvis krympingen er begrenset av formen, kjernen, strukturen til selve støpingen eller andre ytre faktorer, vil krympingspenning bli generert.
Strukturelle begrensninger: Strukturell utforming av støping vil påvirke dens solid-state-krymping. For eksempel er støping med komplekse strukturer, som de med forsterkende ribbeina, sjefer osv. Gjensidig begrenset og kan ikke krympe fritt under sammentrekning av fast tilstand, som vil gi stor krympingsspenning.
Påvirkning av muggsopp og kjerner
Dårlig utbyttebarhet: Utbyttbarheten til muggsopp og kjerner refererer til deres evne til å deformere etter hvert som støpingen krymper, og reduserer dermed evnen til å hindre krympingen av støpet. Hvis formen og kjernen ikke er god, for eksempel å bruke et materiale med større stivhet eller for høy kompakthet, vil det alvorlig hindre krympingen av støpet, noe som resulterer i økt svinnspenning.
Restmotstand: Under avkjølingsprosessen med støping kan vedheft eller friksjon oppstå mellom formen og kjernen og støpingen, noe som vil øke motstanden mot krymping av støpet og generere svinnspenning.
Effekten av krympestress av støping på støpekvalitet:
Forårsake dimensjonsavvik
Krympingsspenning vil forårsake ujevn krymping av støpet under kjøleprosessen, noe som resulterer i avvik mellom størrelsen på støping og designstørrelse. For støping med høye presisjonskrav, for eksempel flysemotorblader, kan dimensjonsavvik gjøre at delene ikke kan oppfylle monteringskravene og påvirke ytelsen til hele utstyret.
Avstøpning med komplekse former har forskjellige krympespenninger i forskjellige deler, noe som vil føre til at støpingen vri og deformeres, noe som øker det dimensjonale avviket ytterligere.
Forårsake støping av sprekker
Når krympingsspenningen overstiger styrkegrensen til støpematerialet, vil støpingen sprekke. Mikrokrakker vil bli en kilde til stresskonsentrasjon, utvides gradvis ved etterfølgende bruk og redusere lagerkapasiteten til støpingen.
Overflatesprekker påvirker utseendets kvalitet på støpingen, mens interne sprekker er vanskelige å oppdage og vil forårsake plutselig brudd under bruk, noe som resulterer i alvorlige konsekvenser. For eksempel kan sprekker i sylinderblokken til en bilmotor forårsake motorsvikt.
