Ursachen und Lösungen von Rissen in Stahlguss
2025-08-27 17:44:12 Treffer:0
Ursachen und Lösungen von Rissen in Stahlguss
Risse sind eines der häufigsten und problematischsten Mängel bei der Produktion von Stahlguss. Sie beeinträchtigen nicht nur die Leistung des Castings, sondern können auch zu Schrott führen. Im Wesentlichen treten Risse auf, wenn interne Spannungen (hauptsächlich thermische Spannung und Schrumpfspannung) die Stärke des Materials bei einer bestimmten Temperatur überschreiten. Nach der Formationsphase werden Risse im Allgemeinen eingeteilt inHeiße RisseUndkalte Risse.
I. heiße Risse
Heiße Risse treten normalerweise in der letzten Stufe der Verfestigung oder kurz nach der Verfestigung auf, wenn sich der Stahl in einem Koexistenzzustand fester Flüssigkeit befindet. In diesem Stadium hat das Material eine sehr geringe Festigkeit und Duktilität, was es sehr anfällig für Risse macht.
Temperaturbereich: In der Nähe der Festkörperlinie, ungefähr 1300–1450 ° C.
Eigenschaften: Frakturflächen sind oxidiert, oft dunkel oder bläulich, mit unregelmäßigen, gewundenen Formen.
Hauptursachen:
Casting -Design: Signifikante Variationen der Wandstärke und scharfe Übergänge erzeugen eine ungleichmäßige Kühlung und schwere thermische Spannung.
Unangemessenes Gating -System: Schlecht positionierte oder übermäßig konzentrierte Ingate verursachen lokalisierte Überhitzung, was zu Rücken während der endgültigen Verstimmung ohne ordnungsgemäße Fütterung führt.
Schlechte Zusammenbruch von Formteilen/Kernsand: Hohe Sandstärke verhindert die freie Kontraktion des Gießens und erzeugt Zugspannungen.
Chemische Zusammensetzung:
Hohe Schwefel- und Phosphor (P) -Ausgehalte bilden an Korngrenzen niedrigem Melting-Punkt-Verbindungen, schwächen den Kohäsion und die zunehmende heiße Riss-Tendenz.
Übermäßiger Kohlenstoff (c) erweitert den Erstfestungstemperaturbereich und fördert grobe dendritische Strukturen, die auch für Risswiderstand ungünstig sind.
Unsachgemäße Verwendung von Risers und Schüttelfrost: Falsche Riser -Hals -Abmessungen oder schlecht positionierte Schüttelfrost verschlimmern die ungleichmäßige Kühlung.
Ii. Kalte Risse
Kaltrisse bilden sich nach vollständiger Verfestigung, normalerweise, wenn das Guss unter 600 ° C abkühlt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Stahl in einem elastischen Zustand, und Risse werden hauptsächlich durch Restspannungen verursacht.
Temperaturbereich: unter 600 ° C.
Eigenschaften: Frakturflächen erscheinen sauber, metallisch, manchmal mit Lichtoxidation. Risse sind im Allgemeinen gerade und kontinuierlich.
Hauptursachen:
Stressfaktoren:
Wärmespannung durch ungleichmäßige Kühlraten.
Schrumpfspannung aufgrund von Schimmel-, Kernen, Steigungssystemen oder Kastenstützen.
Transformationsstress aus Phasenveränderungen wie Austenit -Transformation in Martensit mit einer Volumenerweiterung.
Schlechte metallurgische Qualität:
Ein hoher Gasgehalt, insbesondere Wasserstoff, kann zu „Wasserstoff induzierten Rissen“ führen.
Übermäßige Einschlüsse wirken als Spannungskonzentratoren und reduzieren die Risswiderstand.
Frühgeborene Shakeout: Das Entfernen von Gussteilen aus der Form vor dem Abkühlen auf eine sichere Temperatur (unter ~ 400 ° C) kann ein Riss führen.
Unsachgemäße Wärmebehandlung:
Schnelle Erwärmung oder Kühlung führt zu übermäßigen thermischen Belastungen.
Quench -Risse sind eine typische Form von kalten Rissen, die durch martensitische Transformation und die damit verbundene Volumenspannung verursacht werden.
III. Prävention und Lösungen
Wenn Risse auftreten, sollten die Ursachen systematisch verfolgt werden - von der Materialzusammensetzung bis zur Prozesssteuerung. Zu den wichtigsten Ansätzen gehören:
Chemische Zusammensetzung: strikt schädliche Elemente wie S und P einschränken; Passen Sie den Kohlenstoffgehalt angemessen an.
Verfeinerungsprozess: Übernehmen Sie eine sekundäre Raffinierung, um Gase und Einschlüsse zu reduzieren.
Casting -Design: Vermeiden Sie Änderungen der abrupten Wandstärke; Verwenden Sie reibungslose Übergänge und Filets, um die Spannungskonzentration zu verringern.
Prozessoptimierung:
Entwerfen Sie ein ordnungsgemäßes Gating- und Fütterungssystem, um eine sequentielle oder ausgewogene Verfestigung zu erreichen.
Stellen Sie sicher, dass die Form des Formteils/Kernsand eine gute Zusammenfassung aufweist.
Wenden Sie Riser und Schüttelfrost korrekt an, um die Kühlsequenz zu steuern.
Shakeout und Reinigung: Verzögern Sie die Entfernung von Schimmel, bis sich das Guss ausreichend abkühlt (unter 400 ° C), und vermeiden Sie die Einführung von Spannungen während des Schneidens oder Schweißreparaturen.
Wärmebehandlung: Richtige Heiz- und Kühlraten festlegen; Verwenden Sie für komplexe Gussteile oder Legierungsstähle Stufenheizung und kontrollierte langsame Kühlung.
IV. Abschluss
Risse in Stahlguss sind typischerweise das Ergebnis mehrerer interagierender Faktoren. Die korrekte Identifizierung des Crack -Typs und der Ursache erfordert eine Kombination ausBeobachtung der Frakturoberfläche, metallographische Analyse, Prozessüberprüfung und chemische Tests. Nur durch Optimierung jeder Stufe-von Rohstoffauswahl bis hin zu Gussdesign und Nachbehandlung-kann es signifikant reduziert werden, um eine höhere Gussqualität zu gewährleisten.
