التكوين الكيميائي غير المتكافئ
تصنيف التكوين: أثناء عملية الصب ، بسبب تعقيد عملية التصلب ، فإن فصل التركيب الكيميائي عرضة للحدوث في الصب. تختلف درجة حرارة تغيير المرحلة وتغيير الطور من السبائك في مناطق التكوين الكيميائي المختلفة ، وتغير الحجم أثناء تغيير الطور يختلف أيضًا. هذا الاختلاف يسبب الإجهاد تغيير الطور بين الأجزاء المختلفة.
تأثير عناصر الشوائب: سيؤدي وجود عناصر الشوائب إلى تغيير خصائص تغيير الطور للسبائك. قد تعيق الشوائب أو تعزز عملية تغيير الطور ، مما يسبب سلوكيات مختلفة لتغيير الطور في أجزاء مختلفة من السبائك ، مما يولد إجهاد الطور.
تأثير تغيير مرحلة الصب على جودة الصب
مما يؤدي إلى انخفاض دقة الأبعاد
سيؤدي إجهاد تغيير الطور إلى تغييرات غير متساوية في الحجم في عملية تغيير الطور ، مما يؤدي إلى تغييرات في الأبعاد الكلية أو المحلية للانحرافات الأبعاد. على سبيل المثال ، في بعض الأجزاء المصبوبة الدقيقة ، قد تجعل التغيرات الأبعاد الناجمة عن تغيير الإجهاد في الطور الأجزاء غير قادرة على تلبية متطلبات التجميع وزيادة معدل الخردة.
يسبب تكسير المسبوكات
عندما يتجاوز الإجهاد تغيير الطور حد قوة مادة الصب في درجة الحرارة المقابلة ، ستظهر الشقوق في الصب. لن يسبب توليد الشقوق فقط عيوبًا في ظهور الصب ، ولكن على محمل الجد ، فإنه سيقلل بشكل كبير من الخصائص الميكانيكية وعمر الخدمة في الصب ، مما يجعل من السهل على الصب كسر من الكراك عندما يكون تحت الحمل ، مما يؤدي إلى فشل المكون بأكمله.
يسبب تنظيم غير متكافئ
يؤثر إجهاد تغيير الطور على التحول التنظيمي داخل الصب ، مما يجعل التنظيم المعدني لأجزاء مختلفة من الصب غير متكافئ. على سبيل المثال ، في بعض المسبوكات الصلب من السبائك ، قد يتسبب إجهاد تغيير الطور في تشكيل الحبوب الخشنة في بعض المناطق ، بينما تتشكل الحبوب الدقيقة في مناطق أخرى. ستجعل أحجام الحبوب المختلفة والمورفولوجيا التنظيمية الخصائص الميكانيكية للتباين الخواص ، مما يقلل من الأداء الشامل للصب.
يولد الإجهاد المتبقي
إذا لم يتم إطلاق الإجهاد تغيير الطور بالكامل بعد تبريد الصب ، فسيكون موجودًا في الصب في شكل إجهاد متبقي. سوف يتسبب الإجهاد المتبقي في أن يكون الصب غير مستقر أبعادًا بسبب إعادة توزيع الإجهاد أثناء المعالجة والاستخدام اللاحقين ، مما يؤثر على الاحتفاظ بدقة الأجزاء. بالإضافة إلى ذلك ، سيتم أيضًا فرض الإجهاد المتبقي على إجهاد العمل ، مما يقلل من قوة التعب ومقاومة التآكل في الإجهاد في الصب ، مما يجعل الصب أكثر عرضة للتشققات التعب وتكسير تآكل الإجهاد أثناء الاستخدام.
صب إجهاد الانكماش
أسباب انكماش الإجهاد في المسبوكات
انكماش المعدن السائل
تغيير الحجم: أثناء عملية التبريد من درجة حرارة صب إلى درجة حرارة التصلب ، سوف يتقلص المعدن السائل في شكل سائل ، وسوف ينخفض حجم الحجم تدريجياً. عندما يتدفق المعادن السائلة ويملأ القالب ، إذا تم تقييده من قبل القالب ، النواة ، وما إلى ذلك ، ولا يمكن أن يتقلص بحرية ، فسيتم توليد الإجهاد داخل المعدن السائل.
عملية التعبئة: أثناء عملية التعبئة ، هناك احتكاك بين المعدن السائل وجدار القالب ، وكذلك مقاومة تدفق المعدن السائل في تجويف القالب ، والتي ستعيق الانكماش الحر للمعادن السائلة ، مما يولد إجهاد انكماش.
تصلب الانكماش
تتغير الطور: عندما يصلب المعدن ، فإنه يتغير من السائل إلى الصلبة ، وسيحدث انكماش الحجم. على سبيل المثال ، عندما يصلب المعدن النقي ، فإن تكوين التركيب البلوري سيجعل الذرات مرتبة عن كثب ، مما يؤدي إلى انخفاض في الحجم. عندما تتجمع السبائك ، يكون الانكماش أكثر تعقيدًا بسبب انتقال مراحل متعددة. إذا تم إعاقة الانكماش ، فسيتم توليد الإجهاد.
ترتيب التصلب: بالنسبة للأشكال المعقدة وسمك الجدار غير المتكافئ ، يختلف ترتيب التصلب لأجزاء مختلفة. سيعيق الجزء الذي يعزز أولاً انكماش الجزء الذي يعزز لاحقًا ، والجزء الذي يعزز لاحقًا سيولد إجهاد الشد من الجزء الذي يعزز أولاً عند تقلصه ، وبالتالي تشكيل إجهاد انكماش.
انكماش الحالة الصلبة
التمدد الحراري والانكماش: بعد أن يصلب الصب ، مع استمرار تبريد درجة حرارة الغرفة ، سوف يتقلص المعدن الصلب بسبب مبدأ التمدد الحراري والانكماش. في هذه المرحلة ، يتمتع الصب بالفعل ببعض القوة والصلابة. إذا تم تقييد الانكماش بواسطة القالب أو النواة أو هيكل الصب نفسه أو العوامل الخارجية الأخرى ، فسيتم توليد إجهاد الانكماش.
القيود الهيكلية: سيؤثر التصميم الهيكلي للصب في الانكماش في الحالة الصلبة. على سبيل المثال ، يتم تقييد المسبوكات ذات الهياكل المعقدة ، مثل تلك التي تحتوي على الأضلاع المعززة ، والرؤساء ، وما إلى ذلك ، ولا يمكن أن تتقلص بحرية أثناء تقلص الحالة الصلبة ، والتي ستنتج إجهادًا كبيرًا.
تأثير القوالب والنوى
سوء الإنتاجية: تشير قابلية الإنتاجية من القوالب والنوى إلى قدرتها على التشوه مع تقلص الصب ، مما يقلل من القدرة على إعاقة انكماش الصب. إذا لم تكن قابلية الإنتاجية للقالب والأساسي غير جيدة ، مثل استخدام مادة ذات صلابة أكبر أو عالية جدًا ، فإن ذلك سيعيق بشكل خطير انكماش الصب ، مما يؤدي إلى زيادة إجهاد الانكماش.
المقاومة المتبقية: أثناء عملية التبريد من الصب ، قد تحدث التصاق أو الاحتكاك بين القالب واللعب والصب ، مما سيزيد من مقاومة انكماش الصب وتوليد إجهاد الانكماش.
تأثير انكماش الإجهاد في المسبوكات على جودة الصب:
تسبب الانحراف الأبعاد
سوف يتسبب إجهاد الانكماش في انكماش غير متساوٍ في عملية التبريد ، مما يؤدي إلى انحراف بين حجم الصب وحجم التصميم. بالنسبة للمتطلبات ذات الدقة العالية ، مثل شفرات محركات الطائرات ، قد يجعل الانحراف الأبعاد الأجزاء غير قادرة على تلبية متطلبات التجميع والتأثير على أداء المعدات بأكملها.
تحتوي المسبوكات ذات الأشكال المعقدة على ضغوط تقلص مختلفة في أجزاء مختلفة ، مما سيؤدي إلى تحريف الصب وتشوه ، مما يزيد من انحراف الأبعاد.
تسبب تصدع
عندما يتجاوز إجهاد الانكماش حد قوة مادة الصب ، سوف يصطدم الصب. ستصبح microcracks مصدرًا لتركيز الإجهاد ، ويتوسع تدريجياً في الاستخدام اللاحق ، ويقلل من قدرة تحمل الصب.
تؤثر الشقوق السطحية على جودة مظهر الصب ، في حين يصعب اكتشاف الشقوق الداخلية وستؤدي إلى كسر مفاجئ أثناء الاستخدام ، مما يؤدي إلى عواقب وخيمة. على سبيل المثال ، قد تتسبب الشقوق في كتلة الأسطوانة في محرك السيارة في فشل المحرك.
