Mitkä ovat valuteräksen halkeamien vikojen syyt?

Halkeamien esiintyminen valuteräsosissa on hyvin yleinen ja monimutkainen ongelma, joka kattaa koko tuotantoketjun sulatuksesta, valuprosessista myöhempään käsittelyyn. Halkeamat johtuvat pohjimmiltaan sisäisistä jännityksistä (pääasiassa lämpö- ja kutistumisjännitykset), jotka ylittävät materiaalin lujuusrajan kyseisessä lämpötilassa.

Yleensä halkeamat jaetaan kahteen luokkaan: kuumahalkeamat ja kylmähalkeamat.

1、 Kuumahalkeilu tapahtuu myöhäisessä vaiheessa tai pian sulan teräksen jähmettymisen jälkeen, kun metalli on kiinteän ja nesteen rinnakkaiselotilassa, jolla on alhainen lujuus ja plastisuus. Esiintymislämpötila: yleensä lähellä solidusviivaa (noin 1300-1450 °C). Ominaisuudet: Halkeama on voimakkaasti hapettunut, näyttää mustalta tai siniseltä, ja sen muoto on mutkainen ja epäsäännöllinen.

pääsyy:

1. Valukappaleiden rakennesuunnittelu: Liialliset seinämänpaksuuserot ja epätasaiset siirtymät liitoksissa johtavat epätasaiseen jäähdytykseen ja merkittävään lämpörasitukseen.

2. Kaatojärjestelmän kohtuuton suunnittelu: Suihku on liian keskittynyt tai väärin sijoitettu, mikä johtaa paikalliseen ylikuumenemiseen, joka lopulta jähmettyy kyseiselle alueelle

Ei voi vastaanottaa pakkausta ja tukea.

3. Hiekkamuotin/ytimen huono vetäytyminen: Hiekkamuotin lujuus on liian korkea, mikä estää sen vapaata kutistumista valun jähmettymisen ja kutistumisen aikana, mikä aiheuttaa vetojännitystä ja halkeilua. Tämä on hyvin yleinen syy.

4. Seoksen kemiallinen koostumus: Korkea pitoisuus haitallisia alkuaineita, kuten rikkiä (S) ja fosforia (P): Ne muodostavat matalan sulamispisteen sulfideja ja fosfideja, muodostaen nestemäisiä ohuita kalvoja raerajoille, heikentäen suuresti rakeiden välistä sidosvoimaa ja ovat erittäin tärkeitä lämpöhalkeamia johtavia tekijöitä. Hiilipitoisuus (C): Korkealla hiilipitoisuudella jähmettymislämpötila-alue laajenee, dendriitistä tulee karkeaa ja lämpöhalkeilu on lisääntynyt. 5. Nousuputken ja jäähdytysraudan väärä käyttö: Jos nousuputken kaula on liian pitkä tai lyhyt ja jäähdytysrautaa ei ole asetettu oikein, se pahentaa epätasaista jäähdytystä.

2、 Kylmähalkeilu tapahtuu, kun valu on täysin jähmettynyt ja jäähtynyt elastiseen tilaan, yleensä matalassa lämpötilassa alle 600 °C. Esiintymislämpötila: alempi lämpötila. Ominaisuudet: Halkeama on puhdas, metallinen kiilto tai lievä hapettumisväri, ja halkeama on suhteellisen suora ja jatkuva suoraviivaisessa muodossa.

pääsyy:

1. Liiallinen valujännitys: Lämpöjännitys: johtuu valun eri osien epäjohdonmukaisista jäähdytysnopeuksista. Kutistumisjännitys: Valukutistumisen mekaaniset esteet, jotka aiheutuvat muotista, hiekkahylsyistä, syöttöputkijärjestelmistä ja laatikon pysäyttimistä. Transformaatiojännitys: Jännitys, joka syntyy ominaistilavuuden muutoksesta jäähdytysprosessin aikana, kun tapahtuu rakenteellinen muutos (kuten austeniitti muuttuu martensiitiksi).

2. Teräksen metallurginen laatu: Korkea kaasupitoisuus, erityisesti vety (H), voi aiheuttaa "vedyn aiheuttamaa halkeilua" ja vähentää materiaalin sitkeyttä. Ei-metallisia sulkeumia on monia: jännityskeskittymispisteinä sulkeumat voivat merkittävästi vähentää materiaalien lujuutta ja halkeilunkestoa.

3. Ennenaikainen hionta nyrkkeilyn aikana: Valu ei ole vielä jäähtynyt riittävän alhaiseen lämpötilaan, eikä sisäinen jännitys ole täysin poistunut ennen kuin ennenaikainen tärinä ja hionta voi helposti aiheuttaa kylmähalkeilua.

4. Väärä lämpökäsittelyprosessi: Liiallinen kuumennus- tai jäähdytysnopeus: Erityisesti hehkutuksen ja normalisoinnin aikana, jos lämmitys tai jäähdytys on epätasaista, se tuottaa valtavan lämpökäsittelyjännityksen, joka kohdistuu alkuperäisen valujännityksen kanssa ja aiheuttaa halkeilua.

Sammutushalkeilu: Tämä on kylmäkrakkauksen erityinen muoto, joka muodostaa korkean kovuuden martensiittia karkaisun nopean jäähtymisnopeuden vuoksi, johon liittyy valtava rakenteellinen jännitys, mikä tekee siitä erittäin helpon halkeilla.

Yhteenveto ja ratkaisuideoita

Kun valuteräsosissa havaitaan halkeamia, syitä tulee systemaattisesti tutkia seuraavista näkökohdista:

1. Kemiallinen koostumus: Hallitse tiukasti haitallisten alkuaineiden, kuten S:n ja P:n, pitoisuutta.

2. Sulatusprosessi: Jalostusmenetelmiä käytetään vähentämään kaasujen ja sulkeumien pitoisuutta sulassa teräksessä. 3. Valurakenne: Optimoi rakenne välttääksesi äkilliset seinämän paksuuden muutokset ja käytä pyöristettyjä siirtymiä.

4. Valuprosessi: putki- ja nousuputkijärjestelmä: Kohtuullisesti suunniteltu saavuttamaan peräkkäinen jähmettyminen tai samanaikainen jähmettyminen, välttäen paikallista ylikuumenemista. Muovaushiekka/ydinhiekka: Varmista riittävä myötkyvyys ja kokoonpuristuvuus. Kylmäsilitysrauta ja nousuputki: Oikea käyttö jäähdytysjärjestyksen ohjaamiseen.

5. Hiekan poisto ja puhdistus: Varmista, että valukappaleet ovat jäähtyneet riittävän alhaiseen lämpötilaan (esim. alle 400 °C) hiekkamuotissa ennen pakkaamista. Nousuputkia leikattaessa ja hitsauskorjauksissa on myös vältettävä uusien jännitysten syntymistä.

6. Lämpökäsittelyprosessi: Kehitä kohtuulliset lämpökäsittelyvaatimukset, erityisesti säätele lämmitys- ja jäähdytysnopeuksia. Käytä monimutkaisille osille tai runsasseosteisille teräsosille vaiheittainen lämmitys ja hidas jäähdytysmenetelmä.

Erityisen syyn määrittämiseksi on usein tarpeen yhdistää halkeamien makroskooppinen ja mikroskooppinen morfologiaanalyysi (metallografinen tutkimus), prosessin tarkastelu ja kemiallisen koostumuksen analyysi kattavan arvion tekemiseksi.