Cause e soluzioni di fessure nelle getti d'acciaio

Le crepe sono uno dei difetti più comuni e problematici nella produzione di fusione in acciaio. Non solo compromettono le prestazioni del casting, ma possono anche provocare demolizioni. In sostanza, si verificano crepe quando le sollecitazioni interne (principalmente stress termici e sollecitazione di restringimento) superano la resistenza del materiale a una data temperatura. Secondo lo stadio della formazione, le crepe sono generalmente classificate increpe caldeEcrepe fredde.

I. Crepe calde

Le crepe calde di solito appaiono nella fase finale della solidificazione o poco dopo la solidificazione, quando l'acciaio si trova in uno stato di coesistenza solido -liquido. In questa fase, il materiale ha una resistenza e una duttilità molto bassa, rendendolo altamente suscettibile ai crack.

• Intervallo di temperatura: vicino alla linea Solidus, circa 1300-1450 ° C.

• Caratteristiche: Le superfici di frattura sono ossidate, spesso scure o bluastre, con forme irregolari e tortuose.

Cause principali:

1. Design di casting: Variazioni significative dello spessore delle pareti e delle transizioni acute creano un raffreddamento irregolare e un grave stress termico.

2. Sistema di gate irragionevole: Ingate scarsamente posizionate o troppo concentrate causano un surriscaldamento localizzato, portando a cracking durante la solidificazione finale senza un'alimentazione adeguata.

3. Scarsa collapsibilità dello stampaggio/sabbia del nucleo: L'elevata resistenza alla sabbia impedisce la libera contrazione del casting, generando sollecitazioni di trazione.

4. Composizione chimica:

• Il contenuto ad alto zolfo (S) e fosforo (P) formano composti a basso punto di fusione ai confini del grano, indebolendo la coesione e aumentando la tendenza a crepe calde.

• Il carbonio eccessivo (C) allarga l'intervallo di temperatura di solidificazione e promuove strutture dendritiche grossolane, anche sfavorevoli per la resistenza alle crepe.

Ii. Crepe fredde

Le crepe fredde si formano dopo la completa solidificazione, di solito quando la fusione si raffredda sotto i 600 ° C. In questa fase, l'acciaio è in uno stato elastico e le crepe sono principalmente causate da sollecitazioni residue.

• Intervallo di temperatura: sotto i 600 ° C.

• Caratteristiche: Le superfici di frattura appaiono pulite, metalliche, a volte con ossidazione della luce. Le crepe sono generalmente dritte e continue.

Cause principali:

1. Fattori di stress:

• Stress termico da velocità di raffreddamento irregolari.

• Lo stress di restringimento dovuto alle restrizioni da stampo, nuclei, sistemi di riser o supporti per scatole.

• Lo stress da trasformazione dai cambiamenti di fase, come l'austenite che si trasforma in martensite con un'espansione del volume.

• L'alto contenuto di gas, in particolare l'idrogeno, può causare "cracking indotti dall'idrogeno".

• Inclusioni eccessive agiscono come concentratori di stress, riducendo la resistenza alle crepe.

• Il riscaldamento o il raffreddamento rapido introduce stress termici eccessivi.

• Le crepe di spegnimento sono una forma tipica di crepe fredde, causate dalla trasformazione martensitica e dallo stress del volume associato.

Iii. Prevenzione e soluzioni

Quando si verificano crepe, le cause devono essere tracciate sistematicamente, dalla composizione del materiale al controllo del processo. Gli approcci chiave includono:

1. Composizione chimica: limitare rigorosamente elementi dannosi come S e P; Regolare il contenuto di carbonio in modo appropriato.

2. Processo di raffinazione: adottare la raffinazione secondaria per ridurre i gas e le inclusioni.

3. Design di casting: evitare improvvisi cambiamenti di spessore delle pareti; Utilizzare transizioni e filetti fluidi per ridurre la concentrazione di stress.

4. Ottimizzazione del processo:

• Progettare un sistema di alimentazione e di alimentazione adeguato per ottenere una solidificazione sequenziale o bilanciata.

• Assicurarsi che lo modanatura/sabbia core abbia una buona collapsibilità.

• Applicare correttamente monti e brividi per controllare la sequenza di raffreddamento.

IV. Conclusione

Le crepe nelle getti d'acciaio sono in genere il risultato di molteplici fattori di interazione. La corretta identificazione del tipo di crepa e della causa principale richiede una combinazione diOsservazione della superficie della frattura, analisi metallografica, revisione del processo e test chimici. Solo ottimizzando ogni fase, dalla selezione delle materie prime alla progettazione e post-trattamento, può essere significativamente ridotta, garantendo una maggiore qualità della fusione.