I. Причины скорости усадки и дефектов трещин в стальных чертах
1. Причины скорости усадки
Физические свойства металлов
Тепловое расширение и сокращение: во время процесса затвердевания и охлаждения стальных литей тепловое движение между атомами ослабляется, а расстояние между атомами уменьшается из -за снижения температуры, что приводит к усадке объема металла.
Трансформация кристаллической структуры: во время процесса охлаждения кристаллическая структура литой стали изменится. Конкретные объемы различных кристаллических структур разные. Например, когда аустенит превращается в феррит и жемчуг, он будет сопровождаться объемной усадкой.
Влияние процесса затвердевания
Усадка жидкости: при охлаждении от температуры заливки до температуры затвердевания объемный усадка жидкого металла из -за снижения температуры. Чем выше температура заливки, тем больше усадка жидкости.
Усадка затвердевания: на стадии затвердевания жидкий металл превращается в твердое состояние. Поскольку плотность жидкого металла ниже, чем у твердого металла, объемная усадка будет происходить. Скорость усадки затвердевания связана с химическим составом литой стали. Например, литая сталь с высоким содержанием углерода имеет относительно большую скорость усадки затвердевания.
Кастинговая структура и размер
Толщина стенки: толстый - отливки стены медленно охлаждают, требуется много времени, чтобы затвердеть и относительно трудно пополнить жидкий металл, что может привести к большой скорости усадки. Более того, такие дефекты, как полости усадки и пористость усадки, легко образуются в толстых стенках, что еще больше влияет на скорость усадки.
Сложность формы: для отливок со сложными формами скорость усадки изменится из -за неровной скорости охлаждения каждой части и взаимного ограничения во время усадки. Например, для отливок с тонкими - стеной и толстыми - подключенными к стенам, тонкая -, настенная стенка, сначала охлаждается и вызывает усадку толстых - на стенке, и вызывает анонскую скорость усадки.
Условия плесени
Жесткость: плесень обладает высокой жесткостью и плохой урожайностью, которая будет препятствовать усадке литья, вызывает напряжение внутри литья и снижает фактическую скорость усадки. Однако в этом случае кастинг подвержен дефектам, таким как трещины.
Теплопроводность: плесень обладает хорошей теплопроводностью, которая ускорит скорость охлаждения литья, что приводит к быстрому сжиманию поверхности литья, а внутренняя часть медленно сокращается, что может привести к неравномерной усадке и повлиять на скорость усадки.
Параметры процесса заливки
Температура заливки: слишком высокая температура заливки увеличит перегрев жидкого металла, что приведет к увеличению усадки жидкости, а также повысит температуру плесени, влияя на скорость охлаждения и процесс усадки литья.
Скорость заливки: если скорость заливки слишком быстрая, поток расплавленного металла в форме будет нестабилен, вызывая локальное перегрев, влияя на процесс затвердевания и усадку равномерность; Если скорость заливки слишком медленная, расплавленный металл может остыть слишком быстро во время процесса заполнения, что не способствует добавлению усадки жидкого металла.
2. Причинная связь между дефектами трещин и усадкой в стальных чертах
Усадочное напряжение вызывает трещины
Различия в скорости охлаждения: во время процесса охлаждения стальных отливок различные детали имеют разные скорости охлаждения из -за таких факторов, как толщина и форма. Толстая стена медленно остывает, сжимается позже и находится в растягивающем состоянии; Тонкая стена охлаждается быстро, сначала затвердевает и сжимается и создает растягивающее напряжение на толстой стене. Когда это растягивающее напряжение превышает предел прочности литой стали, появятся трещины.
Пресс. Фаза: литая сталь будет подвергаться изменению фазы во время охлаждения, например, преобразование аустенита в мартенсит, и объем будет расширяться. Если окружающие затвердевшие части ограничивают это расширение, будет создано стресс ткани. Суперпозиция тканевого стресса и стресса усадки увеличивает возможность трещин.
Обструкция усадки вызывает трещины
Обструкция плесени и ядра: если плесень и ядро имеют высокую жесткость и плохую урожайность, это будет препятствовать усадке стального литья. Например, при использовании металлической формы для литья, металлическая форма имеет высокую жесткость, а литья подвергается большому сопротивлению при сжимании, что легко вызвать концентрацию напряжений внутри литья. Когда напряжение превышает прочность материала, появятся трещины.
Неразумный дизайн конструкции кастинга: если в листовой структуре произошли внезапные изменения в толщине стены и резких углах, усадка будет неровной. В этих частях напряжение, создаваемое усадкой, не может быть высвобождено плавно и легко сосредоточиться, что приводит к трещинах.
Дефекты поры усадки вызывают трещины
Усаживание полости и пористости усадки: во время процесса затвердевания и усадки стальных литей, если жидкий металл недостаточно дополнен, будет сформирована пористость усадки и пористость усадки. Эти дефекты пор ослабит эффективную площадь подшипника литья и увеличит локальный стресс. В последующем процессе охлаждения или использования напряжение концентрируется вокруг пор, которые легко вызывать трещины и расширять.
2. Как уменьшить усадку стальных отливок?
Оптимизировать химический состав
Отрегулируйте содержание углерода. В предпосылке выполнения производительности литья соответствующим образом увеличивайте содержание углерода и используйте расширение графитизации, чтобы компенсировать усадку.
Разумно увеличивает содержание кремния для улучшения текучести расплавленной стали, которая способствует компенсации усадки во время затвердевания и уменьшает усадку.
Контролировать процесс заливки
Строго контролировать температуру заливки. На предпосылке обеспечения текучести расплавленной стали постарайтесь снизить температуру заливки и уменьшить усадку жидкости.
Оптимизируйте скорость залива и используйте подходящую скорость заливки, чтобы гарантировать, что расплавленная сталь плавно заполняет плесень, избегая захвата газа и вызывая локальное перегрев.
Улучшить структурный дизайн отливок
Постарайтесь сделать толщину стенки униформы литья во время дизайна, избегайте внезапных изменений толщины стенки и уменьшите разницу в усадке, вызванную неровным охлаждением.
Установите разумные стояки в толстых и больших частях литья, чтобы обеспечить достаточный жидкий металл, чтобы дополнить усадку.
Выберите подходящие листовые материалы и процессы
Выберите листовые материалы с хорошим урожайностью, например, песок смолы, чтобы уменьшить обструкцию литья до усадки литья.
Разогрейте форму, чтобы уменьшить разницу температуры между литьем и плесенью, сделайте процесс охлаждения равномерным и уменьшите напряжение усадки.
Усилить контроль процесса затвердевания
Используйте соответствующие методы охлаждения, такие как установление холодного железа в форме, чтобы ускорить локальную скорость охлаждения литья, достижение последовательного затвердевания и способствовать компенсации усадки жидкого металла.
Соответственно вибрируйте или перемешайте литье, чтобы разбить дендриты в расплавленном металле в начале затвердевания, увеличить текучесть жидкого металла и облегчить компенсацию усадки.
