Причины и решения трещин в стальных чертах

Трещины являются одним из наиболее распространенных и проблемных дефектов в производстве стального листа. Они не только ставят под угрозу производительность кастинга, но также могут привести к отказу. По сути, трещины возникают, когда внутренние напряжения (в основном тепловое напряжение и напряжение усадки) превышают прочность материала при заданной температуре. Согласно стадии формирования, трещины обычно классифицируются поГорячие трещиныихолодные трещины.

I. Горячие трещины

Горячие трещины обычно появляются на последней стадии затвердевания или вскоре после затвердевания, когда сталь находится в твердотворенном состоянии сосуществования. На этом этапе материал имеет очень низкую прочность и пластичность, что делает его очень восприимчивым к растрескиванию.

• Температурная диапазон: Рядом с линией Solidus, приблизительно 1300–1450 ° C.

• Характеристики: Поверхности переломов окисляются, часто темные или голубоватые, с нерегулярными, извилистыми формами.

Основные причины:

1. Кастинг дизайн: Значительные изменения толщины стенки и острых переходов создают неровное охлаждение и сильное тепловое напряжение.

2. Необоснованная система стробирования: плохо расположенные или чрезмерно концентрированные выходы вызывают локализованное перегрев, что приводит к растрескиванию во время окончательного затвердевания без надлежащего кормления.

3. Плохая складываемость литья/сердечного песка: Высокая прочность песка предотвращает свободное сокращение литья, создавая растягивающие напряжения.

4. Химический состав:

• Высокое содержание серы (S) и фосфора (P) образуют низкоочетные соединения на границах зерна, ослабляя сплоченность и увеличение тенденции горячего растрескивания.

• Чрезмерный углерод (C) расширяет диапазон температуры затвердевания и способствует грубым дендритным структурам, также неблагоприятным для сопротивления трещин.

II Холодные трещины

Холодные трещины образуются после полного затвердевания, обычно, когда литье охлаждается ниже 600 ° C. На этом этапе сталь находится в эластичном состоянии, а трещины в основном вызваны остаточными напряжениями.

• Температурная диапазон: ниже 600 ° C.

• Характеристики: Поверхности переломов кажутся чистыми, металлическими, иногда при окислении света. Трещины, как правило, прямые и непрерывные.

Основные причины:

1. Факторы стресса:

• Тепловое напряжение от неровных скоростей охлаждения.

• Усаживание напряжения из -за ограничений от плесени, ядер, систем стояков или поддержки ящиков.

• Преобразование напряжения от фазовых изменений, таких как аустенит, превращается в мартенсит с расширением объема.

• Высокое содержание газа, особенно водород, может вызвать «индуцированное водородом растрескивание».

• Чрезмерные включения действуют как концентраторы стресса, снижая сопротивление трещин.

• Быстрое отопление или охлаждение вносят чрезмерные тепловые напряжения.

• Утопящие трещины являются типичной формой холодных трещин, вызванной мартенситной трансформацией и соответствующим объемным напряжением.

Iii. Профилактика и решения

Когда возникают трещины, причины следует систематически отслеживать - от состава материала до управления процессом. Ключевые подходы включают:

1. Химический состав: Строго ограничивает вредные элементы, такие как S и P; Регулировать содержание углерода соответствующим образом.

2. Процесс уточнения: Принять вторичное переработку, чтобы уменьшить газы и включения.

3. Кастинг дизайн: Избегайте резких изменений толщины стенки; Используйте плавные переходы и филе, чтобы уменьшить концентрацию напряжения.

4. Оптимизация процесса:

• Разработайте правильную систему стробирования и кормления для достижения последовательного или сбалансированного затвердевания.

• Убедитесь, что литья/сердечный песок имеет хорошую складываемость.

• Примените подъемы и охлаждение правильно, чтобы контролировать последовательность охлаждения.

IV. Заключение

Трещины в стальных отливках, как правило, являются результатом множественных взаимодействующих факторов. Правильная идентификация типа трещины и основной причины требует комбинацииНаблюдение за поверхностью перелома, металлографический анализ, обзор процессов и химическое тестированиеПолем Только путем оптимизации каждого этапа-от выбора сырья до конструкции литья и после лечения-может быть значительно снижено, что обеспечение более высокого качества литья.