العلاقة بين معدل انكماش المسبوكات الصلب وتوليد عيوب الكراك
تم تسجيل التدريب السادس والثلاثين من عمال فرن المسبك Lao Lu في 26 أبريل. محتوى هذا التدريب هو الحديد الدكتايل ، الحديد الزهر الأبيض ، الحديد الزهر ، صهر الفولاذ المصبوب والتدريب على الحرارة
1. أسباب معدل الانكماش وعيوب الكراك في المسبوكات الفولاذية
1. أسباب معدل الانكماش
الخصائص الفيزيائية للمعادن
التمدد الحراري والانكماش: أثناء عملية التصلب والتبريد في المسبوكات الصلب ، يتم إضعاف الحركة الحرارية بين الذرات وتقل المسافة الذرية بسبب انخفاض درجة الحرارة ، مما يؤدي إلى انكماش حجم المعدن.
تحول البنية البلورية: أثناء عملية تبريد الفولاذ المصبوب ، سيتغير التركيب البلوري. تختلف المجلدات المحددة للهياكل البلورية المختلفة. على سبيل المثال ، عندما تتحول أوستنيت إلى الفريت والبرليت ، فإنه سوف يكون مصحوبًا بانكماش الحجم.
تأثير عملية التصلب
انكماش السائل: من درجة حرارة صب إلى درجة حرارة التصلب ، يتقلص المعدن السائل في الحجم بسبب انخفاض درجة الحرارة. كلما زادت درجة حرارة صب ، زاد انكماش السائل.
تصلب الانكماش: خلال مرحلة التصلب ، يتحول المعدن السائل إلى حالة صلبة. نظرًا لأن كثافة المعدن السائل أقل من الكثافة المعدنية الصلبة ، فإن انكماش الحجم سيحدث. يرتبط معدل تقلص التصلب بالتكوين الكيميائي للصلب المصبوب. على سبيل المثال ، يحتوي الفولاذ المصبوب مع محتوى الكربون العالي على معدل تقلص التصلب كبير نسبيًا.
هيكل الصب والحجم
سمك الجدار: سميكة - المسبوكات المسورة تبرد ببطء ، وتصلب لفترة طويلة ، ومن الصعب نسبيًا تجديد المعدن السائل ، وبالتالي قد يكون معدل الانكماش كبيرًا. علاوة على ذلك ، تتشكل العيوب مثل تجاويف الانكماش ومسامية الانكماش بسهولة في جدران سميكة ، مما يؤثر بشكل أكبر على معدل الانكماش.
تعقيد الشكل: بالنسبة للأشكال المعقدة ، سيتغير معدل الانكماش بسبب معدل التبريد غير المتكافئ لكل جزء والتقييد المتبادل أثناء الانكماش. على سبيل المثال ، بالنسبة إلى المسبوكات ذات الاتصالات الرقيقة - ، يبرد الجزء المغطى بالجدران والسميكة - ، الجزء الرقيق - يبرد بسرعة ويصلب أولاً ، مما يحد من انكماش الجزء السميك - ، مما يؤدي إلى انحرافها بشكل غير طبيعي.
الظروف الصب
الصلابة: يعاني القالب من صلابة عالية وضعف العائد ، مما يعيق انكماش الصب ، ويسبب الإجهاد داخل الصب ، ويقلل من معدل الانكماش الفعلي. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، فإن الصب عرضة للعيوب مثل الشقوق.
الموصلية الحرارية: إن الموصلية الحرارية الجيدة للصب سوف تسرع سرعة التبريد في الصب ، مما يتسبب في تقلص سطح الصب بسرعة ويتقلص الداخل ببطء ، مما قد يؤدي إلى انكماش غير متساو ويؤثر على معدل الانكماش.
معلمات عملية الصب
درجة حرارة الصب: ستزيد درجة حرارة صبها من السخن الفائق للمعدن السائل ، مما يؤدي إلى زيادة الانكماش السائل ، وستزيد أيضًا من درجة حرارة الصب ، مما يؤثر على سرعة التبريد وعملية الانكماش في الصب.
سرعة صب: إذا كانت سرعة صبها سريعة جدًا ، فإن تدفق المعدن المنصهر في الصب سيكون غير مستقر ، مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة المحلية ، مما يؤثر على عملية التصلب وتوحيد الانكماش ؛ إذا كانت سرعة صبها بطيئة للغاية ، فقد يبرد المعدن المنصهر بسرعة كبيرة أثناء عملية التعبئة ، والتي لا تؤدي إلى مكملات المعادن السائلة للانكماش.
2. العلاقة السببية بين عيوب الكراك والانكماش في المسبوكات الصلب
الإجهاد الانكماش يسبب الشقوق
الاختلافات في سرعة التبريد: أثناء عملية تبريد المسبوكات الصلب ، تحتوي الأجزاء المختلفة على سرعات تبريد مختلفة بسبب عوامل مثل السماكة والشكل. يبرد الجدار السميك ببطء ، يتقلص لاحقًا ، ويكون في حالة شد ؛ يبرد الجدار الرقيق بسرعة ، ويصلب ويقلص أولاً ، وينتج إجهاد الشد على الجدار السميك. عندما يتجاوز هذا الإجهاد الشد الحد الأقصى لقوة الصلب المصبوب ، ستحدث الشقوق.
إجهاد تغيير المرحلة: سيخضع الصلب المصبوب لتغيير الطور عند التبريد ، مثل تحويل الأوستينيت إلى Martensite ، وسوف يتوسع حجم. إذا تقيد الأجزاء المتعددة المحيطة هذا التوسع ، فسيتم إنشاء إجهاد الأنسجة. يزيد تراكب إجهاد الأنسجة وإجهاد الانكماش من إمكانية الشقوق.
انسداد الانكماش يسبب الشقوق
العفن المعوق والانسداد الأساسي: إذا كان للقالب والخطاة صلابة عالية وسوء العائد ، فإنه يعيق انكماش المسبوكات الصلب. على سبيل المثال ، عند استخدام صب القالب المعدني ، تكون صلابة القالب المعدني كبيرًا ، والمقاومة التي تمت مواجهتها عندما تتقلص الصب كبيرة ، والتي من السهل التسبب في تركيز الإجهاد داخل الصب. عندما يتجاوز الإجهاد قوة المادة ، ستظهر الشقوق.
تصميم هيكل الصب غير المعقول: إذا كانت هناك تغييرات مفاجئة في سمك الجدار والزوايا الحادة في بنية الصب ، فسيكون الانكماش غير متساوٍ. في هذه الأجزاء ، لا يمكن إطلاق الإجهاد الناتج عن الانكماش بسلاسة ويسهل التركيز ، مما يؤدي إلى تشققات.
عيوب مسام الانكماش تسبب تشققات
الانكماش والانكماش: إذا لم يتم تجديد المعدن السائل بدرجة كافية أثناء عملية التصلب والانكماش في المسبوكات الفولاذية ، فسيتم تشكيل الانكماش والانكماش. ستضعف عيوب المسام هذه مساحة المحمل الفعالة في الصب وزيادة الإجهاد المحلي. في عملية التبريد أو الاستخدام اللاحقة ، يتركز الإجهاد حول المسام ، والتي من السهل التسبب في تشققات وتوسع.
2. كيفية تقليل معدل انكماش المسبوكات الصلب؟
تحسين التكوين الكيميائي
اضبط محتوى الكربون. على فرضية تلبية أداء الصب ، وزيادة محتوى الكربون بشكل مناسب واستخدام توسيع الجرافيت للتعويض عن الانكماش.
زيادة محتوى السيليكون بشكل معقول ، وتحسين سيولة الصلب المنصهر ، وتسهيل تعويض الانكماش أثناء التصلب ، وتقليل معدل الانكماش.
السيطرة على عملية صب
تتحكم بدقة في درجة حرارة صب. على أساس ضمان سيولة الصلب المنصهر ، حاول تقليل درجة حرارة صب وتقليل انكماش السائل.
قم بتحسين سرعة صب واستخدم سرعة سكب مناسبة لضمان أن يملأ الفولاذ المنصهر القالب بسلاسة لتجنب انحباس الغاز والارتدادات المحمولة المحلية.
تحسين التصميم الهيكلي للمسبوكات
عند التصميم ، حاول أن تجعل سماكة الجدار في المسبوكات موحدة ، وتجنب التغيرات المفاجئة في سمك الجدار ، وتقليل اختلاف الانكماش الناجم عن التبريد غير المتكافئ.
قم بتعيين نسخ معقولة في الأجزاء السميكة من المسبوكات لتوفير المعدن السائل الكافي لتكملة الانكماش.
حدد مواد وعمليات صب مناسبة
حدد مواد الصب ذات العائد الجيد ، مثل رمال الراتنج ، لتقليل انسداد الصب إلى تقلص الصب.
سخن الصب ، تقليل الفرق في درجة الحرارة بين المسبوكات ، وجعل عملية التبريد موحدة ، وتقليل إجهاد الانكماش.
تعزيز التحكم في عملية التصلب
استخدم طرق التبريد المناسبة ، مثل ضبط الحديد البارد في الصب ، لتسريع سرعة التبريد المحلية للصب ، وتحقيق التصلب المتسلسل ، وتعزيز تعويض الانكماش للمعادن السائلة.
اهتزاز أو تحريك المسبوكات بشكل مناسب لكسر التشعبات في المعدن المنصهر في بداية التصلب ، وزيادة سيولة المعدن السائل ، وتسهيل تعويض الانكماش.
