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주물 결함 주물 균열

주물의 균열은 어떻게 형성됩니까?? 원인, 방지, 솔루션

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소개

주조 균열은 금속 주조 제조에서 가장 흔하고 파괴적인 결함 중 하나입니다..

구조적 무결성을 심각하게 손상시킵니다., 치수 안정성, 주조 부품의 기계적 성능 및 서비스 안전성, 높은 불량률로 이어짐, 생산 비용 증가 및 장비 수명 단축.

산업 주조 생산에서, 균열은 형성 단계에 따라 과학적으로 두 가지 독점적 유형으로 분류됩니다., 미세한 메커니즘, 형태학적 특징과 스트레스 상태: 뜨거운 균열 (뜨거운 눈물) 그리고 차가운 균열 (차가운 눈물).

용탕의 최종 응고단계에서 열간균열이 발생, 저온 탄성 냉각 단계에서는 완전 응고 후 저온 균열이 발생합니다..

두 가지 결함 유형은 거시적 형태에서 크게 다릅니다., 미세한 확장 모드, 근본 원인과 민감한 합금 시스템.

주조 공정을 최적화하려면 주조 엔지니어에게 형성 메커니즘과 목표 해결 전략에 대한 체계적인 이해가 필수적입니다., 균열 결함을 제거하고 고품질 주조품의 수율을 향상시킵니다..

이 기사에서는 전체 차원 특성을 자세히 설명합니다., 형성 원리, 주요 유발 요인과 표준화된 예방 조치 & 뜨거운 균열과 차가운 균열을 주조하기 위한 복구 솔루션.

1. 뜨거운 균열: 형성 메커니즘, 특성 및 솔루션

고온 균열은 전형적인 고온 주조 결함입니다. 응고 후기 또는 응고 직후, 주조 합금의 강도가 매우 낮고 소성 인성이 낮은 경우.

그들은 강철 주물에서 흔히 볼 수 있습니다., 가단성 철 주물 및 경량 합금 주물, 근본적으로 응고 중 완화되지 않은 수축 응력과 열 응력에 의해 구동됩니다..

 주물 열간 균열
주물 열간 균열

전형적인 형태학적 및 구조적 특성

뜨거운 균열은 차가운 균열과 구별되는 독특한 시각적, 미시적 특징을 가지고 있습니다.:

매크로 모양:

크랙선이 구불구불하다, 불규칙하고 두께가 고르지 않음, 넓은 외부 개구부를 나타내며 전형적인 찢어짐과 함께 내부 섹션이 점차 좁아집니다., "부분적으로 연결된" 파손 상태.

표면 산화 특징:

균열 표면은 금속 광택 없이 뚜렷한 산화물 층을 형성합니다..
강철 주조의 뜨거운 균열은 거의 검은색으로 나타납니다., 알루미늄 합금 균열은 고온 산화로 인해 흐릿한 회색 톤을 나타냅니다..

미세한 확장 모드:

뜨거운 균열이 발아하여 입자 경계를 따라 확장됩니다., 이것이 그들의 핵심 현미경 식별 기능입니다.

분류:

외부열간균열과 내부열간균열로 구분.
주조 표면에 외부 균열이 보입니다., 주로 날카로운 모서리에 분포, 급격한 벽 두께 변화 및 국부 응고가 느린 응력 집중 영역, 심한 경우 전체 주조 단면을 관통할 수도 있습니다..
주조품 내부의 최종 응고 영역에서 내부 고온 균열이 형성됩니다., 수지상 결정 구조를 동반한, 외부 표면으로 거의 확장되지 않음.

코어 형성 메커니즘

용융된 금속을 틀에 부은 후, 열이 금형 벽을 통해 바깥쪽으로 발산됩니다., 주조 표면부터 응고가 시작되어 점차 안쪽으로 확장됩니다..

후기 응고 단계에서, 수지상 결정이 겹쳐서 견고한 고체 골격을 형성하고 선형 수축이 시작됩니다..

이 단계에서, 인접한 수상돌기 사이에는 응고되지 않은 얇은 액체 금속막이 여전히 존재합니다..

수지상 골격의 수축이 전혀 방해받지 않는 경우, 내부 응력이 발생하지 않습니다..

하지만, 모래 주형과 같은 외부 장벽에 의해 고체 수축이 억제되는 경우, 모래 코어 및 금형 마찰, 주물 내부에 인장 응력이 축적됩니다..

인장 응력이 고온에서 합금의 최대 강도를 초과하면, 수상돌기 사이에 입계균열이 발생.

열간균열의 발생은 균열 후 용상금속의 보충에 달려있다..

시간이 지나서 충분한 용탕이 균열된 틈을 메우면, 결함이 발생하지 않습니다; 균열을 보충할 수 없는 경우, 영구적인 고온 균열이 발생합니다..

넓은 응고 온도 범위와 스폰지 페이스트 같은 응고 특성을 지닌 합금은 열간 균열에 매우 취약합니다.,

일정한 온도에서 응고되는 공융 합금은 열간 균열 경향이 가장 낮습니다..

주요 유도 요인

뜨거운 균열의 형성은 구조 설계의 결합된 결과입니다., 제련 품질 및 주조 공정 매개변수:

  1. 구조적 결함: 고르지 않은 벽 두께, 지나치게 작은 내부 필렛, 겹치는 부분의 과도한 분기, 주물의 자유로운 고체 수축을 차단하는 견고한 프레임 또는 리브 구조.
  2. 프로세스의 불합리성: 수축을 제한하는 게이트 및 라이저 시스템의 부적절한 크기와 위치;
    조기 금형 흔들림으로 인해 냉각이 빠르고 불균일하게 발생함; 변형성이 좋지 않은 과도한 금형 강도.
  3. 재료 및 화학 성분 문제: 선형 수축률이 높은 합금; 과도한 저융점 불순물 원소;
    고온 인성을 저하시키는 강철 및 주철의 과도한 황 및 인 함량.

체계적인 해결 및 예방조치

주조 구조 설계 최적화

고유한 응력 집중 위험을 제거하기 위해 구조 설계 표준화: 주물의 균일한 벽 두께 보장, 수축 응력을 완충하기 위해 모든 날카로운 모서리에 둥근 전환 필렛을 설정합니다.,

휠 캐스팅에 곡선형 스포크 구조를 채택하여 수축 저항을 효과적으로 방출합니다..

용융 합금 제련 품질 향상

용탕 내 산화물 개재물 및 용존 가스를 제거하기 위해 정제 및 탈기 공정을 채택합니다., 합금 미세 구조를 정화.

황, 인 등 유해한 불순물의 함량을 엄격히 관리합니다., 합금의 고온 강도와 가소성을 안정화하기 위해 과도한 저융점 단계를 피하십시오..

주조 공정 매개변수 최적화

구현 동시 응고 원리 모든 주조 부품의 냉각 속도 균형을 맞추고 열 응력 차이를 최소화합니다..

수축 방해를 방지하기 위해 적절한 게이트 및 라이저 치수와 레이아웃을 설계하십시오..

균일한 온도 분포를 달성하고 내부 열 응력을 줄이기 위해 사형 주형의 주물 체류 시간을 연장합니다..

모래 주형 및 모래 코어의 변형성을 향상시킵니다., 금형 클램핑 웨이트 및 고정 장치를 미리 제거하십시오.,

대형 주물의 경우 잉여 주물사를 부분적으로 굴착하여 수축저항을 감소시킵니다..

주조 후 작업 표준화

충돌을 피하십시오, Shaking시 압출 및 격렬한 진동, 고온 주조품의 2차 찢어짐을 방지하기 위한 세척 및 취급.

2. 콜드 크랙: 형성 메커니즘, 특성 및 솔루션

콜드 크랙은 주조품이 완전히 응고되고 냉각되어 탄성 상태가 된 후 발생하는 저온 구조적 결함입니다..

이는 국부적인 주조 인장 응력이 합금의 실온 최종 강도를 초과할 때 발생합니다., 냉각 과정에서 주로 응력 집중 인장 영역에 분포됩니다..

주물 저온 균열
주물 저온 균열

형태학적 특징과 현미경적 특징의 구별

차가운 균열은 뜨거운 균열과 완전히 다른 특성을 가지고 있습니다., 정확한 육안 및 현미경 식별 가능:

  • 매크로 형태: 균열은 직선형 또는 접힌 모양으로 균일하다., 가늘고 일정한 너비, 부드럽고 깔끔한 파절선이 특징.
  • 골절 상태: 파단면은 뚜렷한 금속광택 또는 약간의 저온산화색으로 깨끗하다., 뜨거운 균열의 거친 산화층 없이.
  • 현미경 모드: 차가운 균열은 입내 방식으로 확장됩니다., 입자 경계를 따라 퍼지는 대신 전체 주조 단면을 관통합니다., 이는 뜨거운 균열과의 가장 근본적인 차이점입니다..

형성 메커니즘

완전 응고 후, 주물이 탄성 냉각 단계에 들어갑니다..

다양한 구조 부품의 냉각 속도가 고르지 않아 상당한 온도 변화가 발생합니다., 불균형한 수축 변형이 발생함.

주물 자체의 견고한 구조와 외부 금형 저항으로 인해 제한됨, 엄청난 잔류 인장 응력이 부품 내부에 축적됩니다..

국부적인 인장응력이 합금재료의 저온 항복 및 인장강도를 초과하는 경우, 입내 골절이 발생합니다., 차가운 균열을 형성.

주요 유발 요인

불합리한 캐스팅 구조

벽 두께가 심하게 고르지 않으면 냉각 수축이 일관되지 않게 발생합니다.; 견고한 폐쇄 구조 및 얇은 벽 & 대형 코어 구조는 제한된 수축 응력을 받기 쉽습니다., 이는 합금의 인장 강도를 쉽게 초과하여 균열을 유발합니다..

결함이 있는 게이팅 및 라이저 시스템 설계

부적절한 입구 배치 (두꺼운 벽 위치에 배열) 냉각 속도 차이 및 열 응력 집중 악화.

크기가 작거나 부적절하게 배치된 라이저는 주물의 자유 수축을 차단합니다..

주물사와 중핵사의 고온 강도가 지나치게 높고 변형성이 열악하여 수축 저항과 인장 응력이 더욱 증가합니다..

자격이 없는 합금 화학 성분

탄소 및 합금 원소 함량이 지나치게 높으면 합금 취성이 증가하고 저온 인성이 감소합니다..

과도한 인 함량 (~ 위에 0.05%) 강철 주물의 저온 취성을 크게 향상시킵니다..

회주철 주물의 과도한 흑연화 방지 성분은 수축량을 증가시키고 저온 균열을 유발합니다..

비표준 주조 후 공정

조기 금형 쉐이크 아웃 및 고온 쉐이크 아웃으로 인해 급속 냉각 및 급격한 응력 서지가 발생함; 세척 및 취급 중 기계적 충돌 및 압출로 인성이 낮은 주물에 직접 균열 발생.

목표 해결 및 예방 전략

구조 및 프로세스 설계 최적화

벽 두께 균일성 최적화, 단단하고 닫힌 부품에 대한 전환 구조 추가, 구조적 응력 집중을 제거합니다..

주조 수축을 방지하고 두꺼운 부분과 얇은 부분의 냉각 속도 균형을 맞추기 위해 게이팅 및 라이저 시스템을 재설계했습니다..

합금 구성을 엄격하게 제어

합금 원소 비율을 정밀하게 조정, 인과 같은 부서지기 쉬운 불순물의 함량을 엄격히 제한합니다., 저온 충격 인성을 향상시키기 위해 재료의 저온 취성을 감소시킵니다..

금형 이형 및 취급 사양 표준화

주조품의 느리고 균일한 냉각을 달성하고 잔류 응력을 점진적으로 해제하기 위해 금형 유지 시간을 적절하게 연장합니다..

후처리 과정에서 기계적 충격 및 압출 방지.

응력 완화 열처리 구현

잔류주조응력이 큰 주물은 적시에 시효열처리를 실시하여 내부응력을 제거.

지연냉간균열 방지를 위해 라이저 절단 및 용접수리 후 2차 시효처리를 실시합니다..

3. 균열 방지의 엔지니어링 원리

주조품의 균열 방지는 운이나 시행착오의 문제가 아닙니다.. 공학적 균형의 문제이다.

금속의 강도가 너무 낮은 단계에서 금속이 인장 응력을 견디도록 강제될 때 주물에 균열이 발생합니다., 또는 재료가 완화할 수 있는 것보다 잔류 응력이 더 빠르게 축적되는 경우.

이러한 관점에서, 모든 균열은 눈에 보이지 않는 불일치의 눈에 보이는 결과입니다. 열 거동, 응고 행동, 기계적 구속, 그리고 물질적 능력.

기본 원리는 간단하다: 주물은 수축되고 통제된 온도에서 냉각되어야 합니다., 저저항 방식, 취약한 응고 및 냉각 단계에서 충분한 공급 및 구조적 지지를 유지하면서.

잔액의 일부가 손실된 경우, 균열이 생길 가능성이 높아진다.

균열 형성은 스트레스 문제입니다, 단순한 불량 문제가 아닌

주조 실무에서, 균열은 종종 뜨거운 균열 또는 차가운 균열로 설명됩니다., 하지만 이러한 표면적인 분류 아래에는 동일한 기계적 진실이 숨어 있습니다.: 주조물은 순간 강도를 초과하는 응력을 경험합니다..

응고 중, 금속은 부분적으로는 고체이고 부분적으로는 액체이다.. 이것은 가장 취약한 단계이다..

수지상 골격이 형성되었습니다., 그러나 아직 큰 변형을 견딜 만큼 충분한 연성이 발달하지 않았습니다..

주변에 곰팡이가 생기면, 핵심, 라이저 시스템, 또는 기하학적 구조로 인해 자유 수축이 방지됩니다., 인장 응력은 약한 영역에 집중됩니다.. 그것이 열간균열의 근원이다.

응고 후, 캐스팅이 완전히 건전하게 나타날 수 있습니다., 그러나 표면과 내부 사이에는 여전히 큰 온도 구배가 존재합니다..

부품이 냉각되면서, 바깥층이 먼저 수축하고 더 뜨거운 내부층이 수축에 저항합니다.. 이로 인해 잔류 응력이 발생합니다..

스트레스가 점차 해소되지 않는다면, 재료의 상온 또는 중간 온도 강도를 초과하여 냉간 균열이 발생할 수 있습니다..

따라서 실제 엔지니어링 질문은 단순히 "균열을 어떻게 막을 수 있습니까?"가 아닙니다.?"하지만 오히려: 응력이 주조의 일시적인 강도를 초과하지 않도록 프로세스를 어떻게 설계합니까??

주물은 수축 시스템으로 설계되어야 합니다.

주조물은 생산 과정에서 단단한 물체가 아닙니다.. 냉각되면서 모양이 조금씩, 지속적으로 변해야 하는 몸체입니다..

좋은 디자인은 이를 인식하고 이에 반대하는 대신 열 수축과 함께 작동합니다..

그렇기 때문에 균열 방지 설계는 기하학적 단순성과 구조적 균일성에서 시작됩니다.:

  • 벽 두께는 최대한 균일해야 합니다..
  • 급격한 섹션 변경은 피해야 합니다..
  • 날카로운 내부 모서리는 넉넉한 반경으로 교체해야 합니다..
  • 갈비뼈의 교차점, 보스, 플랜지는 갑작스럽지 않고 부드러워야 합니다..
  • 길고 단단한 프레임은 수축이 가능하도록 분해하거나 재설계해야 합니다..
  • 전환 전략 없이 무거운 부분을 얇은 부분과 분리해서는 안 됩니다..

기하학이 뻣뻣하고 불규칙한 경우, 주조물은 응력 집중 장치가 내장된 구조처럼 거동합니다..

결과는 단순히 균열 위험이 높아지는 것이 아닙니다., 또한 불균일한 응고, 현지화된 핫스팟, 수유 어려움, 및 잔류 응력 축적.

다시 말해서, 열악한 형상으로 인해 연속적인 실패가 발생합니다..

따라서 균열 방지 주조 설계에서는 수축을 기능적 요구 사항으로 처리합니다., 귀찮은 게 아니야. 부품은 예측 가능하게 수축되어야 합니다..

응고를 제어해야 합니다., 단순히 가속이 아닌

많은 공정 문제는 냉각 속도에 대한 오해로 인해 발생합니다.. 빠른 것이 항상 좋은 것은 아닙니다. 중요한 것은 최대 냉각 속도가 아닙니다., 하지만 균일하고 조화로운 냉각.

한 영역이 다른 영역보다 훨씬 일찍 응고되는 경우, 초기 응고된 영역은 단단한 껍질이 되고 나머지 부분은 여전히 ​​수축하거나 공급됩니다..

이러한 불균형은 인장 응력을 발생시킵니다.. 먹이가 막히거나 껍질이 구속된 경우, 크래킹은 다음과 같습니다.

이런 이유로, 디자이너는 주물의 응고 패턴을 이해해야 합니다.:

  • 마지막으로 동결되는 지역은 어디입니까??
  • 열 센터는 어디에 형성됩니까??
  • 어느 구역이 가장 높은 제한을 받게 될까요??
  • 액체 금속이 여전히 수축을 일으킬 수 있는 곳?
  • 마지막 단계에서 껍질이 얇고 약한 부분은 어디입니까??

견고한 주조 공정은 의도적이고 예측 가능한 응고 패턴을 생성하려고 시도합니다..

합금 및 형상에 따라 다름, 이는 라이저를 향한 방향성 응고를 의미할 수 있습니다., 또는 어떤 경우에는 차등 응력을 줄이기 위해 거의 동시에 응고됩니다..

핵심은 일관성이다. 제어되지 않은 응고로 인해 응력 구배가 생성됨; 제어된 응고가 이를 관리합니다..

금형과 코어는 모양을 지지해야 합니다., 수축에 반대하지 않는다

주형은 타설 및 초기 응고 과정에서 주조 형태를 유지해야 합니다., 하지만 그 이후에는 단단한 클램프처럼 작동해서는 안 됩니다..

모래 주형이나 코어의 강도가 과도한 경우, 낮은 접힘성, 또는 불충분한 고온 항복 거동, 수축에 저항하고 열 수축을 인장 응력으로 변환합니다..

이는 가장 간과되는 크래킹 원인 중 하나입니다.. 너무 단단하다는 의미에서 “너무 좋은” 금형은 해로울 수 있습니다..

이상적인 금형 시스템은 다음과 같은 균형 잡힌 조합을 제공합니다.:

  • 붓는 동안 치수 안정성,
  • 적절한 침식 저항,
  • 응고 후 충분한 붕괴성,
  • 수축 중 구속력이 낮습니다..

코어 설계는 중공형 또는 상자형 주물에서 특히 중요합니다..

너무 큰 코어, 너무 어렵다, 너무 강하면 부품 내부의 기계적 버팀대가 될 수 있습니다..

금속이 그 주위로 수축함에 따라, 스트레스는 벽에 집중된다. 결과적인 응력이 합금의 강도를 초과하는 경우, 주조 균열, 종종 설명할 수 없는 것처럼 보이는 방식으로.

따라서 엔지니어링 균열 방지에는 금속 사양만이 필요하지 않습니다., 그러나 금형 동작 사양. 금형은 기계 시스템의 일부입니다..

수유와 억제는 함께 균형을 이루어야 합니다.

라이저는 종종 수축 보상 측면에서만 논의됩니다., 하지만 그 기능은 더 미묘합니다.

라이저는 수축 구역에 금속을 공급해야 합니다., 그러나 게이트 및 라이징 레이아웃이 로컬 제한을 생성하는 경우, 크래킹 문제의 일부가 될 수도 있습니다..

좋은 급식 시스템은 다음과 같습니다:

  • 최종 응고 부위에 액체 금속 공급,
  • 격리된 핫스팟이 갇히지 않도록 방지,
  • 조기 게이팅 동결 방지,
  • 주물을 견고한 응력장에 고정시키지 않습니다..

게이트가 너무 일찍 동결되는 경우, 캐스팅의 자연적인 수축을 막을 수 있습니다..

수축을 기계적으로 억제하도록 라이저나 피더를 배치한 경우, 주물이 연결 부위 근처에서 찢어질 수 있습니다..

이는 주조 본체와 부착된 공급 시스템 사이에 강성 불일치가 큰 경우 특히 일반적입니다..

여기서 중요한 원칙은: 금속 공급과 수축 응력 완화가 모두 필요합니다., 하지만 그것들은 같은 것이 아니다.

잘 공급되지만 수축을 억제하는 과정은 여전히 ​​깨질 수 있습니다.. 디자인은 두 가지 기능을 동시에 수행해야 합니다..

균열이 생기기 전에 잔류응력을 줄여야 합니다.

모든 균열이 즉시 나타나는 것은 아닙니다.. 일부 주물은 그대로 금형에서 빠져나가 나중에 셰이크아웃 중에 균열이 발생합니다., 청소, 가공, 또는 취급.

이는 주조물에 아직 완전히 방출되지 않은 잔류 응력이 포함되어 있음을 의미합니다..

잔류 응력은 어느 정도 피할 수 없습니다., 하지만 그 규모는 통제될 수 있다. 주요 엔지니어링 도구는 다음과 같습니다.:

  • 균일한 단면 디자인,
  • 적절한 금형 붕괴성,
  • 금형 내 냉각 제어,
  • 적절한 쉐이크아웃 타이밍,
  • 응력 완화 열처리,
  • 응고 후 조심스럽게 취급.

응력 완화 열처리의 목적은 부품의 모양을 변경하는 것이 아닙니다., 하지만 내부 스트레스를 더 안전한 수준으로 낮추기 위해.

고응력 주조용, 이는 종종 안정적인 부품과 지연된 균열의 차이입니다..

크거나 복잡한 주조의 경우, 온도 구배와 단면 변화가 일반적으로 더 크기 때문에 응력 완화는 특히 중요합니다..

그러한 경우, 주물은 위험한 내부 응력을 유지하면서도 치수적으로 안정해 보일 수 있습니다..

기계 가공으로 지지 표면이 제거되거나 잠긴 응력 경로가 열리면, 균열이 갑자기 나타날 수 있습니다.

재료 선택은 형상 및 프로세스와 일치해야 합니다.

균열 방지 공정은 합금의 거동이 부품 설계 및 주조 공정과 호환될 때만 가능합니다..

일부 합금은 더 넓은 응고 범위를 갖습니다., 낮은 열연성, 또는 더 큰 수축 민감도.

이러한 합금은 한 형상에는 완벽하게 적합하지만 다른 형상에서는 균열이 발생하기 쉽습니다..

이는 합금 선택이 설계와 분리될 수 없음을 의미합니다.. 엔지니어는 고려해야 할 사항:

  • 응고 범위,
  • 뜨거운 찢어짐 감도,
  • 선형 수축,
  • 반고체 단계의 연성,
  • 응고 후 인성,
  • 취성 요소에 대한 민감성,
  • 그리고 황이나 인과 같은 불순물의 영향.

날카로운 전환과 강력한 구속력을 갖춘 형상에는 단순한 합금보다 균열에 더 강한 합금이 필요합니다., 균일하게 절단된 부분.

비슷하게, 고온 균열 민감도가 알려진 합금에는 수정된 게이팅이 필요할 수 있습니다., 낮은 구속, 향상된 금형 붕괴성, 또는 더 느리게 제어되는 냉각.

실제로, 많은 균열 문제는 프로세스 튜닝만으로는 해결되지 않습니다.. 때로는 재료가 변경되어야 할 때도 있습니다., 또는 합금의 실제 거동에 맞게 설계를 완화해야 합니다..

응고 후 처리는 균열 방지 시스템의 일부입니다.

금속이 얼어도 균열방지는 끝나지 않는다. 쉐이크아웃 중에도 캐스팅이 실패할 수 있습니다., 절단, 연마, 샷 폭발, 또는 교통수단.

부품이 굳어지면, 높은 잔류 응력으로 인해 여전히 취약할 수 있습니다., 저온 인성, 또는 숨겨진 미세 균열.

그런 이유로, 응고 후 작업은 야금 공정의 일부로 처리되어야 합니다.:

  • 쉐이크아웃은 너무 이르지 않아야 한다,
  • 부품을 떨어뜨리거나 충격을 가하면 안 됩니다.,
  • 게이트 제거를 제어해야 합니다.,
  • 기계 가공에서는 갑작스러운 힘 적용을 피해야 합니다.,
  • 적재물이 쌓이거나 굽힘 응력이 발생하지 않도록 보관해야 합니다..

이는 벽이 얇은 대형 주물과 스팬이 긴 견고한 주물에 특히 중요합니다.. 이러한 부품은 견고해 보이지만 국부적인 충격이나 굽힘에 놀라울 정도로 민감할 수 있습니다..

4. 핫 크랙과 콜드 크랙의 핵심 차이점

뜨거운 균열 콜드 크랙
형성단계 응고의 마지막 단계 또는 응고 직후에 발생, 주조가 여전히 매우 높은 온도에 있을 때 응고된 후 발생, 탄성 범위로 냉각하는 동안 또는 주조가 더 냉각된 후
근본 원인 약한 반고체 구조에서 제한된 응고수축으로 인해 발생하는 인장응력 냉각 중 합금 강도를 초과하는 잔류 열 응력 또는 외부 구속
균열 시 재료 상태 반고체 또는 거의 고체, 강도와 연성이 매우 낮음 완전히 견고함, 하지만 여전히 심각한 내부 스트레스를 받고 있습니다.
일반적인 균열 경로 일반적으로 입계, 입자 경계를 따라 전파 일반적으로 과립 내, 곡물 전체와 단면을 통해 전파
균열 모양 불규칙한, 구부러진, 비뚤어진, 그리고 종종 분기됨 직선 또는 약간 지그재그, 비교적 균일한 너비
표면 외관
거친 파단면, 종종 산화됨, 따분한, 금속광택이 부족하고 더욱 깨끗한 파단면, 종종 금속성으로 밝거나 약간만 산화됨
균열 열림 종종 표면이 더 넓고 내부가 더 좁습니다. 일반적으로 균열선을 따라 폭이 더 균일합니다.
일반적인 위치 핫스팟, 날카로운 모서리, 두꺼운 부분에서 얇은 부분으로의 전환, 제한된 지역, 마지막으로 굳어지는 구역 스트레스를 많이 받는 지역, 제한된 구역, 모서리, 핵심 억제 영역, 게이트 근처 또는 견고한 구조 구역
영향을 미치는 요인 넓은 응고 범위, 빈약 한 수유, 높은 수축 경향, 강력한 곰팡이 억제, 낮은 접힘성 고르지 못한 냉각, 높은 잔류 응력, 견고한 구조, 불량한 금형/코어 수율, 부서지기 쉬운 합금 화학
이에 취약한 일반적인 합금 강, 가단성 주철, 그리고 일부 경합금 부서지기 쉬우거나 인성이 낮은 합금, 탄소나 인 함량이 높은 강철, 화학적 성질이 좋지 않은 주철
탐지 방법
표면에 자주 보이는; 내부 고온 균열에는 단면화 또는 NDT가 필요할 수 있습니다. 식은 후에 종종 눈에 띌 수 있음; 내부 균열에는 절편 또는 NDT가 필요할 수도 있습니다.
예방 초점 응고 공급 개선, 구속을 줄이다, 기하학을 다듬다, 금형 붕괴성 증가, 핫스팟을 피하세요 잔류 응력 감소, 냉각 균일성 향상, 쉐이크아웃 타이밍 최적화, 열처리를 개선하다, 인성을 강화하다
주요 엔지니어링 원리 반고체 골격이 수축 응력으로 인해 찢어지는 것을 방지합니다. 잔류응력 축적으로 냉각된 금속의 균열 방지
일반적인 시정 조치 지오메트리 재 설계, 라이징/게이팅 조정, 금형 조건 수정, 합금 품질 향상 스트레스 해소, 더 느리고 더 균일한 냉각, 더 나은 코어/금형 붕괴성, 화학 제어, 조심스럽게 다루기

5. 결론

금속이 수축하도록 요구되어 주조품에 균열이 발생합니다., 굳어집니다, 그리고 억제된 상태에서 쿨하게. 이러한 구속으로 인해 합금이 견딜 수 있는 것보다 더 큰 응력이 생성되는 경우, 캐스팅이 찢어진다.

뜨거운 균열 응고 중에 나타남, 보통 불규칙하게, 산화된, 입계 특징.

차가운 균열 나중에 냉각되는 동안 나타남, 일반적으로 더 곧게, 청소기, 잔류 응력으로 인한 두께 관통 파괴.

치료법도 체계적이다: 주조 설계 개선, 스트레스 집중을 감소, 응고 최적화, 적합한 합금 화학을 선택하십시오, 금형 붕괴성 향상, 셰이크 아웃 시간 제어, 필요한 경우 응력 완화 열처리를 적용합니다..

실제로, 최고의 균열 없는 주조는 금형에서 "가장 강한" 주조가 아닙니다., 하지만 통제된 ​​방식으로 축소가 허용되는 것은, 균형 잡힌, 그리고 예측 가능한 방식.

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