Hvad er årsagerne til revnedefekter i støbt stål?

Forekomsten af ​​revnefejl i støbte ståldele er et meget almindeligt og komplekst problem, som involverer hele produktionskæden fra smeltning, støbeproces til efterfølgende behandling. Revner er grundlæggende forårsaget af indre spændinger (hovedsageligt termiske spændinger og krympespændinger), der overstiger materialets styrkegrænse ved den temperatur.

Normalt opdeles revner i to kategorier: varme revner og kolde revner.

1、 Varmrevnedannelse opstår i det sene stadie eller kort efter størkning af smeltet stål, når metallet er i en fast-flydende sameksistenstilstand med lav styrke og plasticitet. Forekomsttemperatur: normalt nær soliduslinjen (omkring 1300-1450 ° C). Funktioner: Revnedelen er stærkt oxideret, ser sort eller blå ud med en snoet og uregelmæssig form.

hovedårsag:

1. Konstruktionsdesign af støbegods: For store forskelle i vægtykkelse og ujævne overgange ved tilslutninger resulterer i ujævn afkøling og betydelig termisk belastning.

2. Urimeligt design af hældesystemet: Indløbet er for koncentreret eller forkert placeret, hvilket resulterer i lokal overophedning, som til sidst størkner i det pågældende område

Kan ikke modtage kompression og support.

3. Dårlig tilbagetrækning af sandskimmel/kerne: Sandformens styrke er for høj, hvilket hindrer dens frie svind under støbning og svind, hvilket resulterer i trækspænding og revnedannelse. Dette er en meget almindelig årsag.

4. Legeringens kemiske sammensætning: Højt indhold af skadelige grundstoffer såsom svovl (S) og fosfor (P): De danner sulfider og fosfider med lavt smeltepunkt, danner flydende tynde film ved korngrænser, hvilket i høj grad svækker den intergranulære bindingskraft og er ekstremt vigtige faktorer, der fører til termisk revnedannelse. Kulstof (C) indhold: Ved højt kulstofindhold bliver størkningstemperaturområdet bredere, dendritterne bliver grove, og der er en øget tendens til termisk revnedannelse. 5. Forkert brug af stigrør og kølejern: Hvis stigrøret er for lang eller for kort, og kølejernet ikke er placeret korrekt, vil det forværre ujævn afkøling.

2、 Kold revnedannelse opstår, efter at støbningen er fuldstændig størknet og afkølet til en elastisk tilstand, normalt i lavtemperaturstadiet under 600 ° C. Forekomsttemperatur: lavere temperatur. Funktioner: Revnesektionen er ren, med metallisk glans eller let oxidationsfarve, og revnen er relativt lige og kontinuerlig i en lige linjeform.

hovedårsag:

1. Overdreven støbespænding: Termisk spænding: forårsaget af inkonsistente afkølingshastigheder af forskellige dele af støbegodset. Svindspænding: Mekaniske hindringer for støbekrympning forårsaget af forme, sandkerner, indløbssystemer og kassestop. Transformationsspænding: Den spænding, der genereres af ændringen i specifikt volumen under afkølingsprocessen, når der er en strukturel transformation (såsom austenit, der omdannes til martensit).

2. Metallurgisk kvalitet af stål: Højt gasindhold, især brint (H), kan forårsage "brintinduceret revnedannelse" og reducere materialets sejhed. Der er mange ikke-metalliske indeslutninger: Som spændingskoncentrationspunkter kan indeslutninger reducere materialernes styrke og revnemodstand betydeligt.

3. For tidlig slibning under boksning: Støbningen er endnu ikke afkølet til en tilstrækkelig lav temperatur, og den indre belastning er ikke helt elimineret, før for tidlig vibration og slibning let kan forårsage koldrevner.

4. Ukorrekt varmebehandlingsproces: Overdreven opvarmnings- eller afkølingshastighed: Især under udglødning og normaliseringsbehandling, hvis opvarmningen eller afkølingen er ujævn, vil det generere enorm varmebehandlingsspænding, som vil overlejre den oprindelige støbespænding og forårsage revner.

Slukkende revne: Dette er en speciel form for kold revnedannelse, som danner martensit med høj hårdhed på grund af den hurtige afkølingshastighed, ledsaget af stor strukturel belastning, hvilket gør det meget nemt at revne.

Resumé og løsningsidéer

Når der konstateres revner i støbte ståldele, bør årsagerne systematisk undersøges ud fra følgende aspekter:

1. Kemisk sammensætning: Styr strengt indholdet af skadelige grundstoffer som S og P.

2. Smelteproces: Raffineringsmetoder anvendes til at reducere indholdet af gasser og indeslutninger i det smeltede stål. 3. Støbestruktur: Optimer designet for at undgå pludselige ændringer i vægtykkelsen og brug afrundede overgange.

4. Støbeproces: indløbs- og stigrørssystem: Rimeligt designet til at opnå sekventiel størkning eller samtidig størkning, hvilket undgår lokal overophedning. Støbsand/kernesand: Sørg for tilstrækkelig eftergivelse og sammenklappelighed. Koldt strygejern og stigrør: Korrekt brug til at kontrollere afkølingssekvensen.

5. Sandfjernelse og rengøring: Sørg for, at støbegodset er afkølet til en tilstrækkelig lav temperatur (såsom under 400 ° C) i sandformen før boksning. Ved skæring af stigrør og svejsereparationer er det også nødvendigt at undgå at generere nye spændinger.

6. Varmebehandlingsproces: Udvikl rimelige varmebehandlingsspecifikationer, kontroller især opvarmnings- og afkølingshastighederne. For komplekse dele eller højlegerede ståldele skal du anvende en trinvis opvarmnings- og langsom afkølingsmetode.

For nøjagtigt at bestemme den specifikke årsag er det ofte nødvendigt at kombinere makroskopisk og mikroskopisk morfologianalyse af revner (metallografisk undersøgelse), procesgennemgang og kemisk sammensætningsanalyse for at foretage en omfattende vurdering.