أسباب وحلول الشقوق في المسبوكات الصلب

الشقوق هي واحدة من أكثر العيوب شيوعًا وزعزعة في إنتاج الصلب. إنهم لا يناضلون فقط أداء الصب ولكن قد يؤدي أيضًا إلى التخلي. في الأساس ، تحدث الشقوق عندما تتجاوز الضغوط الداخلية (الإجهاد الحراري وضغط الانكماش) ​​قوة المادة في درجة حرارة معينة. وفقًا لمرحلة التكوين ، يتم تصنيف الشقوق بشكل عامتشققات ساخنةوتشققات باردة.

1. تشققات ساخنة

عادة ما تظهر الشقوق الساخنة في المرحلة النهائية من التصلب أو بعد وقت قصير من التصلب ، عندما يكون الصلب في حالة تعايش سائل صلبة. في هذه المرحلة ، تتمتع المادة بقوة منخفضة للغاية ومحونة ، مما يجعلها عرضة للغاية للتصدع.

• نطاق درجة الحرارة: بالقرب من خط Solidus ، حوالي 1300-1450 درجة مئوية.

• صفات: تتأكسد أسطح الكسر ، غالبًا ما تكون مظلمة أو مزرقًا ، بأشكال غير منتظمة ، متعرج.

الأسباب الرئيسية:

1. تصميم التصميم: اختلافات كبيرة في سمك الجدار والتحولات الحادة تخلق تبريدًا غير متساوٍ والإجهاد الحراري الشديد.

2. نظام البوابات غير المعقول: تتسبب العناصر في وضع غير مكونة في وضعها أو المركز بشكل مفرط في ارتفاع درجة الحرارة الموضعية ، مما يؤدي إلى التكسير أثناء التصلب النهائي دون التغذية المناسبة.

3. قابلية ضعف القابلية للشفاء/الرمال الأساسية: قوة الرمال العالية تمنع الانكماش الحر للصب ، وتوليد ضغوط الشد.

4. التكوين الكيميائي:

• تشكل محتويات الكبريت العالية ومحتويات الفوسفور (P) مركبات ذات نقطة منخفضة في حدود الحبوب ، وإضعاف التماسك وزيادة ميل التكسير الساخن.

• يوسع الكربون المفرط (C) نطاق درجة حرارة التصلب ويعزز الهياكل الشجاعة الخشنة ، غير مواتية أيضًا لمقاومة الكراك.

الثاني. تشققات باردة

تتشكل الشقوق الباردة بعد التصلب الكامل ، عادة عندما يبرد الصب أقل من 600 درجة مئوية. في هذه المرحلة ، يكون الصلب في حالة مرنة ، وتسبب الشقوق بشكل أساسي في الضغوط المتبقية.

• نطاق درجة الحرارة: أقل من 600 درجة مئوية.

• صفات: تبدو أسطح الكسر نظيفة ، معدنية ، وأحيانًا مع أكسدة الضوء. الشقوق بشكل عام مستقيمة ومستمرة.

الأسباب الرئيسية:

1. عوامل التوتر:

• الإجهاد الحراري من معدلات التبريد غير المتكافئة.

• إجهاد الانكماش بسبب القيود المفروضة من العفن أو النوى أو الأنظمة الناهضة أو الدعم.

• إجهاد التحول من تغييرات الطور ، مثل التحول الأوستينيت إلى martensite مع توسيع حجم.

• قد يسبب محتوى الغاز العالي ، وخاصة الهيدروجين ، "تكسير الهيدروجين".

• تعمل الادراج المفرطة كمكثفات للإجهاد ، مما يقلل من مقاومة الكراك.

• التدفئة أو التبريد السريع يقدم الضغوط الحرارية المفرطة.

• تشققات التبريد هي شكل نموذجي من الشقوق الباردة ، ناتجة عن التحول مارتينسيتيك وإجهاد الحجم المرتبط.

ثالثا. الوقاية والحلول

عند حدوث التشققات ، يجب تتبع الأسباب بشكل منهجي - من تكوين المواد إلى التحكم في المعالجة. تشمل الأساليب الرئيسية:

1. التكوين الكيميائي: الحد من العناصر الضارة بدقة مثل S و P ؛ ضبط محتوى الكربون بشكل مناسب.

2. عملية التكرير: تبني التكرير الثانوي للحد من الغازات والضوائر.

3. تصميم التصميم: تجنب تغييرات سمك الجدار المفاجئ ؛ استخدم التحولات الناعمة والشرائح لتقليل تركيز الإجهاد.

4. تحسين العملية:

• تصميم نظام البوابات والتغذية المناسب لتحقيق التصلب المتسلسل أو المتوازن.

• تأكد من أن الرمال الأساسية/الرمال الأساسية لها قابلية للانهيار.

• قم بتطبيق الناهضين والقشعريرة بشكل صحيح للتحكم في تسلسل التبريد.

رابعا. خاتمة

عادة ما تكون الشقوق في المسبوكات الصلب نتيجة لعوامل تفاعل متعددة. يتطلب التعرف الصحيح لنوع الكراك والسبب الجذري مزيجًا منمراقبة سطح الكسر ، والتحليل المعدني ، ومراجعة العملية ، والاختبار الكيميائي. فقط من خلال تحسين كل مرحلة-من اختيار المواد الخام إلى التصميم وما بعد المعالجة-يمكن تقليل حدوث الكراك بشكل كبير ، مما يضمن جودة الصب العالية.