Razmerje med hitrostjo krčenja jeklenih ulitkov in nastajanjem okvar razpok
63 -
I. Vzroki za hitrost krčenja in okvare razpok v jeklenih ulitkov
1. Vzroki za stopnjo krčenja
Fizikalne lastnosti kovin
Toplotna ekspanzija in krčenje: Med postopkom strjevanja in hlajenja jeklenih ulitkov se toplotno gibanje med atomi oslabi in atomska razdalja zmanjša zaradi znižanja temperature, kar ima za posledico krčenje volumna kovine.
Preoblikovanje kristalne strukture: Med postopkom hlajenja izlivnega jekla se bo spremenila kristalna konstrukcija. Specifične količine različnih kristalnih struktur so različne. Na primer, ko se Austenit spremeni v ferit in biser, ga bo spremljala volumna krčenje.
Vpliv procesa strjevanja
Krčenje tekočine: Od temperature vlivanja do temperature strjevanja se tekoča kovina zaradi zniža temperature zmanjša v prostornini. Višja kot je temperatura vlivanja, večja se krči tekočina.
Krčenje strjevanja: med stopnjo strjevanja se tekoča kovina spremeni v trdno stanje. Ker je gostota tekoče kovine nižja od trdne kovine, se bo pojavila volumna krčenje. Hitrost krčenja strjevanja je povezana s kemično sestavo litega jekla. Na primer, lito jeklo z visoko vsebnostjo ogljika ima sorazmerno veliko stopnjo krčenja strjevanja.
Struktura in velikost vlivanja
Debelina stene: debela - obzidani liti se počasi ohladijo, dolgo se strdijo in je razmeroma težko napolniti tekočo kovino, tako da je lahko hitrost krčenja velika. Poleg tega se napake, kot so krčenje votlin in poroznost krčenja, zlahka tvorijo v debelih stenah, kar še dodatno vpliva na hitrost krčenja.
Kompleksnost oblike: Za ulitke s kompleksnimi oblikami se bo stopnja krčenja spremenila zaradi neenakomerne hitrosti hlajenja vsakega dela in medsebojne omejitve med krčenjem. Na primer, za ulitke s tanko - obzidanimi in debelimi - zidnimi povezavami se tanek - obzida se hitro ohladi in najprej utrdi, kar omejuje krčenje debelega -, kar ima za posledico abnormalno hitrost krčenja.
Pogoji igranja
Togost: Kalup ima visoko togost in slab donos, kar bo oviralo krčenje vlivanja, povzročilo stres znotraj vlivanja in zmanjšalo dejansko stopnjo krčenja. Vendar je v tem primeru litje nagnjeno k napakam, kot so razpoke.
Toplotna prevodnost: Dobra toplotna prevodnost vlivanja bo pospešila hitrost hlajenja vlivanja, zaradi česar se bo površina kastinga hitro skrčila, notranjost pa se počasi zmanjšuje, kar lahko privede do neenakomernega krčenja in vpliva na hitrost krčenja.
Parametri postopka kastinga
Temperatura vlivanja: Previsoka temperatura vlivanja bo povečala pregrevanje tekoče kovine, kar bo privedlo do povečanega krčenja tekočine in tudi povečalo temperaturo vlivanja, kar vpliva na hitrost hlajenja in postopek krčenja vlivanja.
Hitrost vlivanja: Če je hitrost izlivanja prehitra, bo pretok staljene kovine v litini nestabilen, kar bo povzročilo lokalno pregrevanje, kar vpliva na postopek strjevanja in enakomernost krčenja; Če je hitrost vlivanja prepočasna, se lahko staljena kovina med postopkom polnjenja prehitro ohladi, kar ne pripomore k dodatku krčenja tekočine.
2
Krčenje stresa povzroča razpoke
Razlike v hitrosti hlajenja: Med postopkom hlajenja jeklenih ulitkov imajo različni deli različne hitrosti hlajenja zaradi dejavnikov, kot sta debelina in oblika. Debela stena se počasi ohladi, pozneje se skrči in je v nateznem stanju; Tanka stena se hitro ohladi, se najprej strdi in skrči ter na debeli steni povzroči natezni stres. Ko ta natezna napetost preseže mejo trdnosti litega jekla, se bodo pojavile razpoke.
Stres sprememb faze: lito jeklo se bo pri hlajenju spremenilo fazno spremembo, kot je preobrazba Austenita v martenzit, prostornina pa se bo razširila. Če okoliški utrjeni deli omejijo to širitev, bo ustvarjen tkivni stres. Superpozicija tkivnega napetosti in stresa krčenja povečujeta možnost razpok.
Obstrukcija krčenja povzroča razpoke
Zaprta obstrukcija plesni in jedra: Če imata plesen in jedro visoko togost in slab donos, bo to oviralo krčenje jeklenih ulitkov. Na primer, pri uporabi vlivanja kovinske plesni je togost kovinskega kalupa velika, upor, ki se sreča, ko se vlivanje krči, je velika, kar je enostavno povzročiti koncentracijo napetosti znotraj vlivanja. Ko stres presega moč materiala, se bodo pojavile razpoke.
Nerazumna zasnova strukture litine: Če se v debelini stene in ostrih kotov v strukturi vlivanja pojavijo nenadne spremembe, bo krčenje neenakomerno. V teh delih stresa, ki ga povzroča krčenje, ni mogoče sprostiti gladko in ga je enostavno koncentrirati, kar ima za posledico razpoke.
Napake krčenja pore povzročajo razpoke
Krčenje in krčenje: Če se tekoča kovina med postopkom strjevanja in krčenja jeklenih ulitkov ne bo dovolj napolnila, se oblikujejo krčenje in krčenje. Te napake pore bodo oslabile učinkovito območje ležaja v kastingu in povečale lokalni stres. V naslednjem postopku hlajenja ali uporabe je stres koncentriran okoli pore, kar je enostavno povzročiti razpoke in razširiti.
2. Kako zmanjšati stopnjo krčenja jeklenih ulitkov?
Optimizirajte kemijsko sestavo
Prilagodite vsebnost ogljika. Ob predpostavki o doseganju uspešnosti igranja ustrezno povečate vsebnost ogljika in uporabite širitev grafitizacije, da nadomestite krčenje.
Ustrezno povečajte vsebnost silicija, izboljšati pretočnost staljenega jekla, olajšati kompenzacijo krčenja med strjevanjem in zmanjšati stopnjo krčenja.
Nadzirajte postopek nalivanja
Strogo nadzorujte temperaturo vlivanja. Ob predpostavki zagotavljanja pretočnosti staljenega jekla poskusite znižati temperaturo vlivanja in zmanjšati krčenje tekočine.
Optimizirajte hitrost vlivanja in uporabite primerno hitrost vlivanja, da zagotovite, da staljeno jeklo nemoteno napolni kalup, da se izognete zatiranju plina in lokalnega pregrevanja.
Izboljšajte strukturno zasnovo ulitkov
Pri načrtovanju poskusite narediti debelino stene enakomerno, se izogniti nenadnim spremembam debeline stene in zmanjšati razliko krčenja, ki jo povzroča neenakomerno hlajenje.
V debelih delih ulitkov nastavite razumne dvigalce, da zagotovite zadostno tekočo kovino za dopolnitev krčenja.
Izberite ustrezne materiale in procese
Izberite vlivanje materialov z dobrim donosom, kot je smolni pesek, da zmanjšate oviro vlivanja na krčenje litja.
Segrejte vlivanje, zmanjšajte temperaturno razliko med ulitki, naredite proces hlajenja enakomerni in zmanjšajte stres krčenja.
Okrepiti nadzor procesa strjevanja
Uporabite ustrezne metode hlajenja, kot je nastavitev hladnega železa v vlivanju, za pospešitev lokalne hitrosti hlajenja vlivanja, doseganje zaporednega strjevanja in spodbujanje kompenzacije krčenja tekoče kovine.
Ustrezno vibrirajte ali mešajte litine, da na začetku strjevanja razbijejo dendrite v staljeni kovini, povečajo pretočnost tekoče kovine in olajšajo kompenzacijo krčenja.
