鉄鋼鋳物の亀裂の原因と解決策
2025-08-27 17:44:12ヒット：0
鉄鋼鋳物の亀裂の原因と解決策
亀裂は、鉄鋼鋳造生産における最も一般的で厄介な欠陥の1つです。彼らはキャスティングのパフォーマンスを妥協するだけでなく、廃棄につながる可能性もあります。本質的に、亀裂は、内部応力（主に熱応力と収縮応力）が特定の温度での材料の強度を超えると発生します。形成の段階によると、亀裂は一般にに分類されますホットクラックそして冷たい亀裂.
I.ホットクラック
通常、熱亀裂は、固化の最終段階または固化直後に現れます。鋼が固体と液体共存状態にある場合。この段階では、材料の強度と延性が非常に低く、亀裂の影響を非常に受けやすくなります。
温度範囲：ソリッドラインの近く、約1300〜1450°C。
特徴：骨折表面は酸化されており、しばしば暗いまたは青みがかっており、不規則で曲がりくねった形があります。
主な原因：
キャストデザイン：壁の厚さと鋭い遷移の有意なばらつきは、不均一な冷却と重度の熱応力を生み出します。
不合理なゲーティングシステム：配置が不十分または過度に濃縮された摂取量は、局所的な過熱を引き起こし、適切な給餌なしで最終的な固化中に亀裂を引き起こします。
成形/コアサンドの崩壊性が低い：砂の強度が高いと、鋳造の自由収縮が防止され、引張応力が発生します。
化学組成:
高硫黄（S）およびリン（P）内容物は、粒界で低融点の化合物を形成し、凝集を弱め、高温亀裂傾向を増加させます。
過剰な炭素（C）は固化温度範囲を広げ、粗い樹状構造を促進し、亀裂抵抗にも不利です。
ライザーと悪寒の不適切な使用：誤ったライザーの首の寸法または位置不良の悪寒は、不均一な冷却を悪化させます。
ii。冷たい亀裂
完全凝固後に冷たい亀裂が形成されます。通常、鋳造が600°C未満で冷えると。この段階では、鋼は弾性状態にあり、亀裂は主に残留応力によって引き起こされます。
温度範囲：600°C未満。
特徴：骨折の表面はきれいで金属性があり、時には光酸化が伴います。亀裂は一般にまっすぐで連続的です。
主な原因：
ストレス要因:
不均一な冷却速度からの熱応力。
カビ、コア、ライザーシステム、またはボックスサポートからの制限による収縮ストレス。
ボリューム膨張でオーステナイトがマルテンサイトに変換されるなど、相変化からの変換ストレス。
冶金品質が低い:
高いガス含有量、特に水素は、「水素誘発性亀裂」を引き起こす可能性があります。
過度の包含物はストレス濃縮器として機能し、亀裂抵抗を減らします。
早すぎるシェイクアウト：冷却する前に金型から鋳物を除去して、安全な温度（〜400°C未満）に除去すると、亀裂が引き起こされる可能性があります。
不適切な熱処理:
迅速な加熱または冷却は、過度の熱応力をもたらします。
クエンチ亀裂は、マルテンサイトの変換と関連する体積応力によって引き起こされる冷たい亀裂の典型的な形式です。
iii。予防と解決策
亀裂が発生した場合、原因は、材料の構成からプロセス制御まで、体系的にトレースする必要があります。重要なアプローチには次のものがあります。
化学組成：SやPなどの有害な要素を厳密に制限します。カーボンコンテンツを適切に調整します。
精製プロセス：ガスと包含物を削減するために二次精製を採用します。
キャストデザイン：壁の厚さが急激に変化しないでください。滑らかな遷移と切り身を使用して、ストレス集中を減らします。
プロセス最適化:
適切なゲーティングおよび給餌システムを設計して、順次またはバランスの取れた固化を実現します。
成形/コアの砂の折りたたみが良好であることを確認してください。
冷却シーケンスを制御するために、ライザーと悪寒を正しく適用します。
シェイクアウトとクリーニング：鋳物が十分に（400°C未満）冷却されるまでカビの除去を遅らせ、ライザーの切断または溶接の修理中にストレスの導入を避けます。
熱処理：適切な加熱と冷却速度を確立します。複雑な鋳物または合金鋼の場合は、ステップ加熱と制御されたゆっくりした冷却を使用します。
IV.結論
鋼の鋳物の亀裂は、通常、複数の相互作用因子の結果です。亀裂の種類と根本原因の正しい識別には、骨折表面観察、金属学的分析、プロセスレビュー、化学試験。原材料の選択から鋳造設計や治療後までのすべての段階を最適化することによってのみ、亀裂の発生を大幅に減らし、より高い鋳造品質を確保します。
