Introduzione
Casting le crepe sono uno dei difetti più diffusi e distruttivi nella produzione di fusioni di metalli.
Compromettono gravemente l'integrità strutturale, stabilità dimensionale, prestazioni meccaniche e sicurezza di servizio dei componenti fusi, portando ad alti tassi di scarto, aumento dei costi di produzione e riduzione della durata delle apparecchiature.
Nella produzione di getti industriali, le crepe sono scientificamente classificate in due tipologie esclusive in base allo stadio di formazione, meccanismo microscopico, caratteristiche morfologiche e stato di stress: crepe calde (lacrime calde) E crepe fredde (lacrime fredde).
Le cricche calde si verificano nella fase finale di solidificazione del metallo fuso, mentre le cricche a freddo si formano dopo la completa solidificazione durante la fase di raffreddamento elastico a bassa temperatura.
I due tipi di difetto differiscono drasticamente nella morfologia macroscopica, modalità di espansione microscopica, cause profonde e sistemi di leghe sensibili.
Una comprensione sistematica dei loro meccanismi di formazione e strategie di risoluzione mirate è essenziale per gli ingegneri di fonderia per ottimizzare i processi di fusione, eliminare i difetti legati alle crepe e migliorare il tasso di resa dei getti di alta qualità.
Questo articolo elabora le caratteristiche full-dimensionali, principi di formazione, fattori chiave di induzione e prevenzione standardizzata & soluzioni riparative per getti di crepe calde e crepe fredde.
1. Hot Cracks: Meccanismo di formazione, Caratteristiche e Soluzioni
Le cricche a caldo sono tipici difetti di fusione ad alta temperatura che emergono a livello fase di solidificazione tardiva o immediatamente dopo la solidificazione, quando la lega di colata mantiene una resistenza estremamente bassa e una scarsa tenacità plastica.
Sono comuni nelle fusioni di acciaio, getti di ghisa malleabile e getti di leghe leggere, e sono fondamentalmente guidati dallo stress da contrazione continuo e dallo stress termico durante la solidificazione.

Caratteristiche morfologiche e strutturali tipiche
Le crepe calde possiedono caratteristiche visive e microscopiche uniche che le distinguono dalle crepe fredde:
Macro shape:
Le linee delle fessure sono tortuose, spessore irregolare e non uniforme, presenta un'ampia apertura esterna e sezione interna progressivamente restringente con una tipica lacerazione, Stato di frattura “parzialmente connesso”..
Caratteristiche dell'ossidazione superficiale:
Le superfici delle crepe formano strati di ossido distinti senza lucentezza metallica.
Le crepe calde della fusione dell'acciaio appaiono quasi nere, mentre le crepe nella lega di alluminio mostrano una tonalità grigio opaco a causa dell'ossidazione ad alta temperatura.
Modalità di espansione microscopica:
Le crepe calde germinano e si espandono lungo i confini del grano, che è la loro principale caratteristica di identificazione microscopica.
Classificazione:
Diviso in fessure calde esterne e fessure calde interne.
Sono visibili crepe esterne sulla superficie della fusione, per lo più distribuito negli angoli acuti, brusche transizioni di spessore delle pareti e aree concentrate di stress con lenta solidificazione locale, e nei casi più gravi può addirittura penetrare nell'intera sezione trasversale del getto.
Nella zona finale di solidificazione all'interno dei getti si formano cricche interne calde, accompagnato da strutture cristalline dendritiche, e raramente si estendono alla superficie esterna.
Core Formation Mechanism
Dopo che il metallo fuso è stato versato nello stampo, il calore si dissipa verso l'esterno attraverso la parete dello stampo, facendo sì che la solidificazione inizi dalla superficie del getto e si estenda gradualmente verso l'interno.
Nella fase di tarda solidificazione, i cristalli dendritici si sovrappongono per formare uno scheletro solido rigido e iniziano il restringimento lineare.
In questa fase, esiste ancora un sottile film di metallo liquido non solidificato tra i dendriti adiacenti.
Se il restringimento dello scheletro dendritico è completamente senza ostacoli, non verrà generato alcuno stress interno.
Tuttavia, quando il ritiro solido è trattenuto da barriere esterne quali stampi in sabbia, nuclei di sabbia e attrito dello stampo, lo stress di trazione si accumula all'interno del getto.
Una volta che lo stress da trazione supera la resistenza alla rottura della lega alle alte temperature, La fessurazione intergranulare si verifica tra i dendriti.
La comparsa di cricche calde dipende dal rifornimento di metallo liquido dopo la criccatura.
Se una quantità sufficiente di metallo fuso riempie le fessure in tempo, non si formeranno difetti; se le crepe non possono essere riparate, si svilupperanno crepe calde permanenti.
Le leghe con un ampio intervallo di temperature di solidificazione e caratteristiche di solidificazione spugnose simili a pasta sono altamente suscettibili al cracking a caldo,
mentre le leghe eutettiche con solidificazione a temperatura costante hanno la più bassa tendenza alla criccatura a caldo.
Key Inducing Factors
La formazione di cricche calde è il risultato combinato della progettazione strutturale, qualità di fusione e parametri del processo di colata:
- Difetti strutturali: Spessore della parete irregolare, filetti interni eccessivamente piccoli, ramificazione eccessiva delle parti sovrapposte, e strutture rigide a telaio o nervatura che bloccano il ritiro solido libero dei getti.
- Process irrationalities: Dimensioni e posizione improprie dei sistemi di accesso e di alzata che limitano il restringimento;
scuotimento prematuro dello stampo con conseguente raffreddamento rapido e irregolare; eccessiva resistenza dello stampo con scarsa deformabilità. - Problemi relativi ai materiali e alla composizione chimica: Leghe con elevati tassi di ritiro lineare; elementi di impurità a basso punto di fusione eccessivi;
contenuto eccessivo di zolfo e fosforo nei getti di acciaio e ferro che deteriorano la resistenza alle alte temperature.
Risoluzione sistematica e misure preventive
Ottimizza la progettazione strutturale della fusione
Standardizzare la progettazione strutturale per eliminare i rischi intrinseci di concentrazione delle sollecitazioni: garantire uno spessore uniforme delle pareti dei getti, impostare raccordi di transizione arrotondati su tutti gli angoli acuti per tamponare lo stress da contrazione,
e adottare strutture a raggi curvi per le fusioni delle ruote per rilasciare efficacemente la resistenza al ritiro.
Migliorare la qualità della fusione delle leghe fuse
Adottare processi di raffinazione e degasaggio per rimuovere inclusioni di ossido e gas disciolto nel metallo fuso, purificare la microstruttura della lega.
Controllare rigorosamente il contenuto di impurità nocive come zolfo e fosforo, ed evitare eccessive fasi bassofondenti per stabilizzare la resistenza alle alte temperature e la plasticità della lega.
Ottimizza i parametri del processo di fusione
Implementare il principio di solidificazione simultanea per bilanciare la velocità di raffreddamento di tutte le parti della fusione e ridurre al minimo le differenze di stress termico.
Progettare dimensioni e layout ragionevoli di cancelli e montanti per evitare ostruzioni da ritiro.
Estendere il tempo di ritenzione dei getti nello stampo in sabbia per ottenere una distribuzione uniforme della temperatura e ridurre lo stress termico interno.
Migliora la deformabilità degli stampi in sabbia e delle anime in sabbia, rimuovere preventivamente i pesi di bloccaggio dello stampo e i dispositivi di fissaggio,
e scavare parzialmente la sabbia di modellatura in eccesso per getti di grandi dimensioni per ridurre la resistenza al ritiro.
Standardizzare le operazioni post-fusione
Evitare la collisione, estrusione e vibrazioni violente durante la sformatura, pulizia e manipolazione per prevenire la lacerazione secondaria dei pezzi fusi ad alta temperatura.
2. Cold Cracks: Meccanismo di formazione, Caratteristiche e Soluzioni
Le crepe a freddo sono difetti strutturali a bassa temperatura che si formano dopo che il getto è completamente solidificato e raffreddato fino a raggiungere uno stato elastico.
Si verificano quando la tensione di trazione locale della colata supera la resistenza alla rottura a temperatura ambiente della lega, e sono distribuiti principalmente in zone di tensione concentrata durante il processo di raffreddamento.

Caratteristiche distintive morfologiche e microscopiche
Le crepe fredde hanno caratteristiche completamente diverse dalle crepe calde, consentendo un’accurata identificazione visiva e microscopica:
- Macromorfologia: Le crepe sono diritte o piegate con uniformità, larghezza snella e costante, caratterizzato da linee di frattura lisce e nette.
- Stato di frattura: La superficie della frattura è pulita con evidente lucentezza metallica o leggero colore di ossidazione a bassa temperatura, senza lo strato ruvido e ossidato delle crepe calde.
- Modalità microscopica: Le crepe fredde si espandono in modo transgranulare, penetrando nell'intera sezione trasversale del getto invece di diffondersi lungo i bordi dei grani, che è la differenza più essenziale rispetto alle crepe calde.
Meccanismo di formazione
Dopo la completa solidificazione, il getto entra nella fase di raffreddamento elastico.
La velocità di raffreddamento non uniforme tra le diverse parti strutturali genera gradienti di temperatura significativi, con conseguente deformazione da ritiro sbilanciata.
Limitato dalla struttura rigida della fusione e dalla resistenza alla muffa esterna, All'interno del componente si accumula un'enorme sollecitazione di trazione residua.
Quando la sollecitazione a trazione locale supera lo snervamento a bassa temperatura e la resistenza alla trazione del materiale in lega, si verifica una frattura transgranulare, formando crepe fredde.
Main Inducing Factors
Struttura di casting irragionevole
Lo spessore della parete gravemente irregolare provoca un ritiro da raffreddamento inconsistente; strutture rigide chiuse e a pareti sottili & le strutture con nucleo di grandi dimensioni sono soggette a stress da contrazione limitato, che supera facilmente la resistenza alla trazione della lega e innesca la fessurazione.
Design difettoso del sistema di porte e montanti
Posizionamento errato dell'ingresso (disposti in posizioni di pareti spesse) aggrava le differenze di velocità di raffreddamento e la concentrazione dello stress termico.
I riser sottodimensionati o posizionati in modo errato bloccano il ritiro libero delle fusioni.
La resistenza eccessivamente elevata alle alte temperature e la scarsa deformabilità della sabbia da stampaggio e della sabbia per anime aumentano ulteriormente la resistenza al ritiro e allo stress da trazione.
Composizione chimica della lega non qualificata
Un contenuto eccessivamente elevato di carbonio e di elementi di lega aumenta la fragilità della lega e riduce la tenacità alle basse temperature.
Contenuto eccessivo di fosforo (Sopra 0.05%) aumenta significativamente la fragilità a freddo dei getti di acciaio.
Un eccesso di elementi antigrafitizzazione nei getti di ghisa grigia aumenta il volume di ritiro e induce cricche a freddo.
Processi post-fusione non standard
Lo scuotimento prematuro dello stampo e lo scuotimento ad alta temperatura portano ad un rapido raffreddamento e ad un forte aumento dello stress; collisioni meccaniche ed estrusione durante la pulizia e la manipolazione provocano direttamente la rottura di getti a bassa tenacità.
Strategie mirate di risoluzione e prevenzione
Ottimizzare la progettazione strutturale e di processo
Ottimizzare l'uniformità dello spessore delle pareti, aggiungere strutture di transizione per parti rigide chiuse, ed eliminare la concentrazione dello stress strutturale.
Riprogettare il sistema di colata e montante per evitare di bloccare il ritiro della fusione e bilanciare la velocità di raffreddamento delle sezioni spesse e sottili.
Controllare rigorosamente la composizione della lega
Regola con precisione i rapporti degli elementi in lega, limitare rigorosamente il contenuto di impurità fragili come il fosforo, e ridurre la fragilità a freddo del materiale per migliorare la resistenza agli urti a bassa temperatura.
Standardizzare le specifiche di rilascio dallo stampo e di movimentazione
Estendere adeguatamente il tempo di ritenzione dello stampo per ottenere un raffreddamento lento e uniforme dei getti e rilasciare gradualmente lo stress residuo.
Evitare l'impatto meccanico e l'estrusione nelle procedure di post-elaborazione.
Implementare il trattamento termico antistress
Eseguire tempestivamente il trattamento termico di invecchiamento per getti con elevato stress di fusione residuo per eliminare lo stress interno.
Effettuare un trattamento di invecchiamento secondario dopo il taglio del montante e la riparazione della saldatura per prevenire fessurazioni a freddo ritardate.
3. Il principio ingegneristico alla base della prevenzione delle crepe
La prevenzione delle crepe nei getti non è una questione di fortuna o di tentativi ed errori. È una questione di equilibrio ingegneristico.
Una fusione si rompe quando il metallo è costretto a sopportare uno sforzo di trazione in una fase in cui la sua resistenza è troppo bassa, o quando lo stress residuo si accumula più velocemente di quanto il materiale possa rilassarlo.
Da questa prospettiva, ogni crepa è il risultato visibile di un invisibile disallineamento tra comportamento termico, comportamento di solidificazione, contenzione meccanica, e capacità materiale.
Il principio fondamentale è semplice: una fusione deve essere lasciata restringere e raffreddare in modo controllato, modo a bassa resistenza, pur mantenendo un'alimentazione e un supporto strutturale sufficienti durante le fasi vulnerabili di solidificazione e raffreddamento.
Se una parte qualsiasi di quell'equilibrio viene persa, diventa probabile la rottura.
La formazione di crepe è un problema di stress, non solo un problema di difetti
Nella pratica della fonderia, le crepe sono spesso descritte come crepe calde o crepe fredde, ma sotto queste classificazioni superficiali si nasconde la stessa verità meccanica: il getto subisce uno stress che supera la sua resistenza istantanea.
Durante la solidificazione, il metallo è parzialmente solido e parzialmente liquido. Questa è la fase più fragile di tutte.
Si è formato lo scheletro dendritico, ma non ha ancora sviluppato una duttilità sufficiente per tollerare grandi deformazioni.
Se la muffa circostante, nucleo, sistema di alzata, o la geometria impedisce la contrazione libera, lo sforzo di trazione si concentra nella zona debole. Questa è l'origine del cracking a caldo.
Dopo la solidificazione, la fusione potrebbe apparire perfettamente sana, ma esistono ancora grandi gradienti di temperatura tra la superficie e l'interno.
Mentre la parte si raffredda, gli strati esterni si contraggono per primi mentre l’interno più caldo resiste a tale contrazione. Ciò genera stress residuo.
Se lo stress non viene alleviato gradualmente, può superare la resistenza del materiale a temperatura ambiente o a temperatura intermedia e produrre fessurazioni a freddo.
Quindi la vera questione ingegneristica non è semplicemente “Come possiamo fermare le crepe”.?” ma piuttosto: Come progettiamo il processo in modo che lo stress non si accumuli mai oltre la resistenza temporanea del getto?
Il getto deve essere concepito come un sistema a ritiro
Una fusione non è un oggetto rigido durante la produzione. È un corpo che deve cambiare forma leggermente e continuamente mentre si raffredda.
Un buon design lo riconosce e lavora con la contrazione termica invece che contro di essa.
Ecco perché la progettazione resistente alle crepe inizia con la semplicità geometrica e l’uniformità strutturale:
- Lo spessore della parete dovrebbe essere il più uniforme possibile.
- Dovrebbero essere evitati cambiamenti improvvisi di sezione.
- Gli angoli interni acuti dovrebbero essere sostituiti con raggi generosi.
- Intersezioni di nervature, Boss, e le flange dovrebbero essere ammorbidite anziché brusche.
- I telai lunghi e rigidi dovrebbero essere spezzati o riprogettati per consentire la contrazione.
- Le sezioni pesanti non dovrebbero essere isolate dalle sezioni più sottili senza una strategia di transizione.
Quando la geometria è rigida e irregolare, il getto si comporta come una struttura con concentratori di sforzi incorporati.
Il risultato non è solo un rischio di cracking più elevato, ma anche solidificazione irregolare, punti caldi localizzati, difficoltà di alimentazione, e accumulo di stress residuo.
In altre parole, una geometria scadente crea una cascata di fallimenti.
Un progetto di fusione resistente alle crepe considera quindi il ritiro come un requisito funzionale, non è un fastidio. La parte deve potersi contrarre in modo prevedibile.
La solidificazione deve essere controllata, non semplicemente accelerato
Molti problemi di processo derivano da un'incomprensione della velocità di raffreddamento. Più veloce non è sempre meglio. Ciò che conta non è la massima velocità di raffreddamento, Ma raffreddamento uniforme e coordinato.
Se un'area si solidifica molto prima di un'altra, la regione precocemente solidificata diventa un guscio rigido mentre la sezione rimanente è ancora in fase di contrazione o alimentazione.
Questo squilibrio crea stress da trazione. Se l'alimentazione è bloccata o il guscio è trattenuto, segue la fessurazione.
Per questo motivo, il progettista deve comprendere lo schema di solidificazione del getto:
- Dove sono le ultime regioni a gelare??
- Dove si formerà il centro termale?
- Quali zone subiranno la massima restrizione?
- Dove può ancora il metallo liquido alimentare il ritiro??
- Dove sarà il guscio sottile e debole durante la fase finale?
Un processo di fusione robusto cerca di creare un modello di solidificazione che sia intenzionale e prevedibile.
A seconda della lega e della geometria, questo può significare una solidificazione direzionale verso le alzate, o in alcuni casi solidificazione quasi simultanea per ridurre lo stress differenziale.
La chiave è la coerenza. La solidificazione incontrollata crea gradienti di stress; la solidificazione controllata li gestisce.
Lo stampo e il nucleo dovrebbero supportare la forma, non opporsi alla contrazione
Uno stampo deve mantenere la forma della colata durante il versamento e la solidificazione iniziale, ma dopo non dovrebbe comportarsi come un morsetto rigido.
Se lo stampo o l'anima in sabbia hanno una resistenza eccessiva, scarsa collassabilità, o comportamento di snervamento insufficiente alle alte temperature, resiste alla contrazione e trasforma il ritiro termico in sforzo di trazione.
Questa è una delle fonti di cracking più trascurate. Uno stampo “troppo buono”, nel senso di troppo rigido, può essere dannoso.
Il sistema di stampi ideale fornisce una combinazione equilibrata di:
- stabilità dimensionale durante la colata,
- adeguata resistenza all’erosione,
- sufficiente collassabilità dopo la solidificazione,
- e bassa costrizione durante il restringimento.
La progettazione dell'anima è particolarmente importante nei getti cavi o scatolari.
Un nucleo troppo grande, troppo difficile, o troppo forte può diventare un rinforzo meccanico all'interno della parte.
Mentre il metallo si contrae attorno ad esso, lo stress si concentra nelle pareti. Se lo stress risultante supera la resistenza della lega, la fusione si rompe, spesso in modo apparentemente inspiegabile.
La prevenzione delle crepe ingegneristiche richiede quindi non solo una specifica del metallo, ma una specifica del comportamento dello stampo. Lo stampo fa parte del sistema meccanico.
L'alimentazione e il contenimento devono essere bilanciati insieme
Le alzate vengono spesso discusse solo in termini di compensazione del restringimento, ma la loro funzione è più sottile.
Un montante deve alimentare il metallo verso le zone di ritiro, ma se la disposizione dei cancelli e delle alzate crea restrizioni locali, potrebbe anche diventare parte del problema del cracking.
Un buon sistema di alimentazione dovrebbe:
- fornire metallo liquido alle ultime aree di solidificazione,
- evitare di intrappolare punti caldi isolati,
- prevenire il congelamento prematuro del gating,
- e non bloccare la fusione in un campo di stress rigido.
Se un cancello si blocca troppo presto, può bloccare la naturale contrazione del getto.
Se un montante o un alimentatore è posizionato in modo tale da limitare meccanicamente il ritiro, la fusione potrebbe strapparsi in prossimità della zona di connessione.
Ciò è particolarmente comune laddove vi è un ampio disadattamento di rigidità tra il corpo del pezzo fuso e il sistema di alimentazione collegato.
Il principio qui è fondamentale: sono entrambi necessari l'alimentazione del metallo e il rilascio dello stress da contrazione, ma non sono la stessa cosa.
Un processo che alimenta bene ma frena la contrazione può ancora incrinarsi. Il progetto deve svolgere entrambe le funzioni contemporaneamente.
Lo stress residuo deve essere ridotto prima che diventi una fessura
Non tutte le crepe compaiono immediatamente. Alcuni getti escono intatti dallo stampo e si rompono successivamente durante la sformatura, pulizia, lavorazione, o manipolazione.
Ciò significa che la fusione conteneva tensioni residue che non erano state ancora completamente rilasciate.
Lo stress residuo è inevitabile in una certa misura, ma la sua grandezza può essere controllata. I principali strumenti di ingegneria sono:
- uniform section design,
- corretta collassabilità dello stampo,
- raffreddamento controllato nello stampo,
- tempi di sformatura adeguati,
- trattamento termico antistress,
- e un'attenta manipolazione dopo la solidificazione.
Lo scopo del trattamento termico di distensione è non modificare la forma della parte, ma per abbassare lo stress interno a un livello più sicuro.
For high-stress castings, questa è spesso la differenza tra una parte stabile e una fessura ritardata.
In fusioni grandi o complesse, la riduzione dello stress è particolarmente importante perché i gradienti di temperatura e la variazione della sezione sono generalmente maggiori.
In questi casi, la fusione può apparire dimensionalmente stabile pur sopportando pericolose tensioni interne.
Una volta che la lavorazione rimuove una superficie di supporto o apre un percorso di sollecitazione bloccato, la crepa può apparire all'improvviso.
La selezione del materiale deve corrispondere alla geometria e al processo
Un processo resistente alle cricche è possibile solo quando il comportamento della lega è compatibile con la progettazione del pezzo e il processo di fonderia.
Alcune leghe hanno intervalli di solidificazione più ampi, minore duttilità a caldo, o maggiore sensibilità alla contrazione.
Queste leghe possono essere perfettamente adatte in una geometria e altamente soggette a cricche in un'altra.
Ciò significa che la selezione della lega non può essere separata dalla progettazione. L'ingegnere deve considerare:
- intervallo di solidificazione,
- sensibilità allo strappo a caldo,
- restringimento lineare,
- duttilità durante la fase semisolida,
- tenacità dopo la solidificazione,
- suscettibilità agli elementi fragili,
- e l'effetto di impurità come zolfo o fosforo.
Una geometria con transizioni nette e forti vincoli richiede una lega più resistente alle crepe rispetto a una lega semplice, parte uniformemente sezionata.
Allo stesso modo, una lega con sensibilità nota al cracking a caldo può richiedere un gating modificato, contenzione inferiore, migliore collassabilità dello stampo, o raffreddamento controllato più lento.
In pratica, molti problemi di crack non vengono risolti solo con la messa a punto del processo. A volte il materiale deve cambiare, oppure il design deve essere rilassato per adattarsi al comportamento reale della lega.
La movimentazione dopo la solidificazione fa parte del sistema di prevenzione delle crepe
La prevenzione delle crepe non termina quando il metallo si congela. Un casting può ancora fallire durante lo shakeout, taglio, macinazione, Scatto, o trasporto.
Una volta che la parte si è solidificata, potrebbe essere ancora fragile a causa dell'elevato stress residuo, tenacità alle basse temperature, o microfessure nascoste.
Per questo motivo, le operazioni di post-solidificazione dovrebbero essere trattate come parte del processo metallurgico:
- lo shakeout non dovrebbe essere troppo presto,
- le parti non devono cadere o essere colpite,
- la rimozione del cancello dovrebbe essere controllata,
- la lavorazione dovrebbe evitare l'applicazione improvvisa della forza,
- e lo stoccaggio dovrebbe evitare l'impilamento dei carichi o lo stress da flessione.
Ciò è particolarmente importante per getti di grandi dimensioni a pareti sottili e getti rigidi con luci lunghe. Queste parti possono sembrare robuste ma possono essere sorprendentemente sensibili agli urti locali o alla flessione.
4. Differenze fondamentali tra crepe calde e crepe fredde
| Articolo | Hot Cracks | Cold Cracks |
| Fase di formazione | Si verificano durante la fase finale della solidificazione o subito dopo la solidificazione, quando la fusione è ancora ad una temperatura molto elevata | Si verificano dopo la solidificazione, durante il raffreddamento nella zona elastica o dopo che il getto si è ulteriormente raffreddato |
| Causa ultima | Sollecitazione di trazione generata dal ritiro da solidificazione contenuto in una struttura semisolida debole | Stress termico residuo o vincolo esterno che supera la resistenza della lega durante il raffreddamento |
| Stato materiale alla fessurazione | Semisolido o quasi solido, con resistenza e duttilità molto basse | Completamente solido, ma ancora sotto un notevole stress interno |
| Tipico percorso della fessura | Solitamente intergranulare, propagandosi lungo i bordi del grano | Solitamente transgranulare, propagandosi attraverso i grani e attraverso la sezione |
| Forma di crepa | Irregolare, curvo, tortuoso, e spesso ramificato | Dritto o leggermente a zigzag, con larghezza relativamente uniforme |
Aspetto superficiale |
Superficie di frattura ruvida, spesso ossidato, noioso, e privo di lucentezza metallica | Superficie di frattura più pulita, spesso metallico lucido o solo leggermente ossidato |
| Apertura della fessura | Spesso più largo in superficie e più stretto all'interno | Di solito più uniforme in larghezza lungo la linea della fessura |
| Posizioni comuni | Punti caldi, angoli affilati, transizioni da spesso a sottile, regioni limitate, zone ultime a solidificarsi | Regioni altamente stressate, sezioni riservate, angoli, aree vincolate al nucleo, vicino a cancelli o zone strutturali rigide |
| Fattori influenzanti | Ampio range di solidificazione, scarsa alimentazione, elevata tendenza al ritiro, forte contenimento della muffa, scarsa collassabilità | Raffreddamento irregolare, elevato stress residuo, struttura rigida, scarsa resa dello stampo/anima, chimica delle leghe fragili |
| Leghe tipiche soggette ad esso | Acciai, ghise malleabili, e alcune leghe leggere | Leghe fragili o poco tenaci, acciai ad alto contenuto di carbonio o fosforo, ghise con chimica sfavorevole |
Metodo di rilevamento |
Spesso visibile in superficie; le crepe calde interne possono richiedere il sezionamento o NDT | Spesso visibile dopo il raffreddamento; la fessurazione interna può anche richiedere il sezionamento o NDT |
| Focus sulla prevenzione | Migliorare l'alimentazione della solidificazione, ridurre la moderazione, affinare la geometria, aumentare la collassabilità dello stampo, evitare i punti caldi | Ridurre lo stress residuo, migliorare l'uniformità del raffreddamento, ottimizzare i tempi di shakeout, migliorare il trattamento termico, rafforzare la tenacità |
| Principio chiave dell'ingegneria | Evita che lo scheletro semisolido si strappi sotto lo stress da contrazione | Previene la rottura del metallo raffreddato a causa dello stress residuo accumulato |
| Tipica azione correttiva | Riprogettare la geometria, regolare l'alzata/il cancello, modificare le condizioni dello stampo, migliorare la qualità della lega | Sollievo da stress, raffreddamento più lento e uniforme, migliore collassabilità del nucleo/stampo, controllo chimico, manipolazione attenta |
5. Conclusione
Le crepe nelle fusioni si formano perché al metallo viene chiesto di restringersi, solidificare, e fresco sotto controllo. Quando tale vincolo crea uno stress maggiore di quello che la lega può tollerare, il casting va in pezzi.
Crepe calde compaiono durante la solidificazione, solitamente con irregolare, ossidato, caratteristiche intergranulari.
Crepe fredde compaiono durante il successivo raffreddamento, di solito più dritto, più pulito, fratture a tutto spessore guidate da tensioni residue.
Il rimedio è altrettanto sistematico: migliorare la progettazione del getto, ridurre la concentrazione dello stress, ottimizzare la solidificazione, scegliere la chimica della lega adatta, migliorare la collassabilità dello stampo, controllare il tempo di scuotimento, e applicare un trattamento termico antistress quando necessario.
In pratica, la migliore fusione senza crepe non è quella “più forte” nello stampo, ma quello a cui è consentito rimpicciolirsi in modo controllato, equilibrato, e prevedibile.


