สาเหตุและการแก้ปัญหาของรอยแตกในการหล่อเหล็ก

รอยแตกเป็นหนึ่งในข้อบกพร่องที่พบบ่อยที่สุดและลำบากในการผลิตการหล่อเหล็ก พวกเขาไม่เพียง แต่ประนีประนอมการแสดงของการคัดเลือกนักแสดงเท่านั้น แต่ยังอาจส่งผลให้เกิดการทิ้ง โดยพื้นฐานแล้วรอยแตกเกิดขึ้นเมื่อความเครียดภายใน (ส่วนใหญ่ความเครียดจากความร้อนและความเครียดจากการหดตัว) เกินความแข็งแรงของวัสดุที่อุณหภูมิที่กำหนด ตามขั้นตอนของการก่อตัวโดยทั่วไปรอยแตกจะถูกจัดประเภทเป็นรอยแตกร้อนและรอยแตกเย็น.

I. แคร็กร้อน

รอยแตกร้อนมักจะปรากฏในขั้นตอนสุดท้ายของการแข็งตัวหรือหลังจากการแข็งตัวไม่นานเมื่อเหล็กอยู่ในสถานะการอยู่ร่วมกันของเหลว - ของเหลว ในขั้นตอนนี้วัสดุมีความแข็งแรงและความเหนียวต่ำมากทำให้มีความอ่อนไหวต่อการแตกร้าวอย่างมาก

• ช่วงอุณหภูมิ: ใกล้กับสายโซลิตัสประมาณ 1300–1450 ° C

• ลักษณะเฉพาะ: พื้นผิวการแตกหักถูกออกซิไดซ์มักจะมืดหรือสีน้ำเงินมีรูปร่างผิดปกติและคดเคี้ยว

สาเหตุหลัก:

1. การออกแบบการหล่อ: การเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในความหนาของผนังและการเปลี่ยนที่คมชัดสร้างการระบายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอและความเครียดจากความร้อนอย่างรุนแรง

2. ระบบ gating ที่ไม่มีเหตุผล: การจัดวางที่ไม่ดีหรือมีความเข้มข้นมากเกินไปทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปซึ่งนำไปสู่การแคร็กในระหว่างการแข็งตัวครั้งสุดท้ายโดยไม่ต้องให้อาหารที่เหมาะสม

3. การพังทลายของการปั้น/ทรายแกนไม่ดี: ความแข็งแรงของทรายสูงช่วยป้องกันการหดตัวของการหล่อฟรีสร้างความเครียดแรงดึง

4. องค์ประกอบทางเคมี:

• ปริมาณกำมะถันสูงและฟอสฟอรัส (P) ก่อตัวเป็นสารประกอบจุดที่มีจุดต่ำที่มีการเชื่อมต่อที่มีการเชื่อมต่อกันต่ำและเพิ่มแนวโน้มการแตกร้าวร้อน

• คาร์บอนมากเกินไป (c) ขยายช่วงอุณหภูมิการแข็งตัวและส่งเสริมโครงสร้าง dendritic หยาบและยังไม่เอื้ออำนวยต่อการต้านทานการแตก

ii. รอยแตกเย็น

รอยแตกเย็นหลังจากการแข็งตัวสมบูรณ์โดยปกติเมื่อการหล่อเย็นลงต่ำกว่า 600 ° C ในขั้นตอนนี้เหล็กอยู่ในสถานะยืดหยุ่นและรอยแตกส่วนใหญ่เกิดจากความเครียดที่เหลืออยู่

• ช่วงอุณหภูมิ: ต่ำกว่า 600 ° C

• ลักษณะเฉพาะ: พื้นผิวที่แตกหักปรากฏสะอาดเป็นโลหะบางครั้งมีการออกซิเดชั่นแสง รอยแตกมักจะตรงและต่อเนื่อง

สาเหตุหลัก:

1. ปัจจัยความเครียด:

• ความเครียดจากความร้อนจากอัตราการระบายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ

• ความเครียดจากการหดตัวเนื่องจากข้อ จำกัด จากเชื้อราคอร์, ระบบไรเซอร์หรือการรองรับกล่อง

• ความเครียดจากการเปลี่ยนแปลงจากการเปลี่ยนแปลงเฟสเช่นออสเทนไนต์เปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์ด้วยการขยายระดับเสียง

• ปริมาณก๊าซสูงโดยเฉพาะไฮโดรเจนอาจทำให้เกิด“ การแตกร้าวจากไฮโดรเจน”

• การรวมที่มากเกินไปทำหน้าที่เป็นตัวเข้มข้นของความเครียดลดความต้านทานรอยแตก

• การทำความร้อนอย่างรวดเร็วหรือความเย็นแนะนำความเครียดจากความร้อนที่มากเกินไป

• รอยแตกของดับเป็นรูปแบบทั่วไปของรอยแตกเย็นที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของ Martensitic และความเครียดในปริมาณที่เกี่ยวข้อง

iii. การป้องกันและการแก้ปัญหา

เมื่อเกิดรอยแตกสาเหตุควรถูกติดตามอย่างเป็นระบบ - จากองค์ประกอบของวัสดุไปจนถึงการควบคุมกระบวนการ วิธีการสำคัญ ได้แก่ :

1. องค์ประกอบทางเคมี: จำกัด องค์ประกอบที่เป็นอันตรายอย่างเคร่งครัดเช่น S และ P; ปรับเนื้อหาคาร์บอนอย่างเหมาะสม

2. กระบวนการกลั่น: นำการกลั่นรองเพื่อลดก๊าซและการรวมเข้าด้วยกัน

3. การออกแบบการหล่อ: หลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงความหนาของผนังอย่างฉับพลัน ใช้การเปลี่ยนผ่านและเนื้ออย่างราบรื่นเพื่อลดความเข้มข้นของความเครียด

4. การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ:

• ออกแบบระบบ gating และการให้อาหารที่เหมาะสมเพื่อให้ได้การแข็งตัวตามลำดับหรือสมดุล

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการปั้น/ทรายแกนมีความสามารถในการยุบที่ดี

• ใช้ Risers และ Chills อย่างถูกต้องเพื่อควบคุมลำดับการระบายความร้อน

iv. บทสรุป

รอยแตกในการหล่อเหล็กมักเป็นผลมาจากปัจจัยหลายอย่าง การระบุประเภทรอยแตกและสาเหตุที่ถูกต้องต้องมีการรวมกันของการสังเกตพื้นผิวแตกหักการวิเคราะห์โลหะการทบทวนกระบวนการและการทดสอบทางเคมี- โดยการเพิ่มประสิทธิภาพทุกขั้นตอน-จากการเลือกวัตถุดิบไปจนถึงการออกแบบการหล่อและหลังการรักษา-การเกิดรอยแตกสามารถลดลงได้อย่างมีนัยสำคัญทำให้มั่นใจได้ว่าคุณภาพการหล่อที่สูงขึ้น