Edit terjemahan
oleh Transposh - translation plugin for wordpress
Kecacatan tuangan Retak dalam Tuangan

Bagaimana Retak dalam Tuangan Terbentuk? Punca, Pencegahan, Penyelesaian

Jadual Kandungan Tunjukkan

Pengenalan

Pemutus keretakan adalah salah satu kecacatan yang paling lazim dan merosakkan dalam pembuatan tuangan logam.

Mereka sangat menjejaskan integriti struktur, kestabilan dimensi, prestasi mekanikal dan keselamatan perkhidmatan komponen tuang, membawa kepada kadar sekerap yang tinggi, meningkatkan kos pengeluaran dan memendekkan hayat perkhidmatan peralatan.

Dalam pengeluaran tuangan industri, rekahan secara saintifik dikategorikan kepada dua jenis eksklusif berdasarkan peringkat pembentukan, mekanisme mikroskopik, ciri morfologi dan keadaan tekanan: Keretakan panas (air mata panas) dan rekahan sejuk (air mata sejuk).

Keretakan panas berlaku pada peringkat pemejalan akhir logam cair, manakala rekahan sejuk terbentuk selepas pemejalan lengkap semasa fasa penyejukan anjal suhu rendah.

Kedua-dua jenis kecacatan berbeza secara drastik dalam morfologi makroskopik, mod pengembangan mikroskopik, punca akar dan sistem aloi yang mudah terdedah.

Pemahaman sistematik tentang mekanisme pembentukan mereka dan strategi resolusi yang disasarkan adalah penting untuk jurutera faundri untuk mengoptimumkan proses penuangan, menghapuskan kecacatan retak dan meningkatkan kadar hasil tuangan berkualiti tinggi.

Artikel ini menghuraikan ciri-ciri dimensi penuh, prinsip pembentukan, faktor pendorong utama dan pencegahan piawai & penyelesaian pembaikan untuk membuang retak panas dan retak sejuk.

1. Retak Panas: Mekanisme Pembentukan, Ciri dan Penyelesaian

Retakan panas adalah kecacatan tuangan suhu tinggi biasa yang muncul pada peringkat pemejalan lewat atau sejurus selepas pemejalan, apabila aloi tuangan mengekalkan kekuatan yang sangat rendah dan keliatan plastik yang lemah.

Mereka adalah biasa dalam tuangan keluli, tuangan besi boleh ditempa dan tuangan aloi ringan, dan pada asasnya didorong oleh tegasan pengecutan yang tidak lega dan tegasan haba semasa pemejalan.

 Tuangan retak panas
Tuangan retak panas

Ciri Morfologi dan Struktur Biasa

Retakan panas mempunyai ciri visual dan mikroskopik yang unik yang membezakannya daripada rekahan sejuk:

Bentuk makro:

Garisan retak adalah berliku-liku, tidak teratur dan ketebalan tidak sekata, mempersembahkan bukaan luar yang luas dan bahagian dalam yang semakin mengecil dengan koyakan biasa, keadaan patah "separa bersambung"..

Ciri pengoksidaan permukaan:

Permukaan retak membentuk lapisan oksida yang berbeza tanpa kilauan logam.
Retak panas tuangan keluli kelihatan hampir hitam, manakala keretakan aloi aluminium menunjukkan ton kelabu kusam akibat pengoksidaan suhu tinggi.

Mod pengembangan mikroskopik:

Retakan panas bercambah dan mengembang di sepanjang sempadan bijian, yang merupakan ciri pengenalan mikroskopik teras mereka.

Klasifikasi:

Terbahagi kepada retak panas luaran dan retak panas dalaman.
Keretakan luaran kelihatan pada permukaan tuangan, kebanyakannya diedarkan di sudut tajam, peralihan ketebalan dinding secara mendadak dan kawasan tertumpu tegasan dengan pemejalan tempatan yang perlahan, malah boleh menembusi keseluruhan keratan rentas tuangan dalam kes yang teruk.
Retakan panas dalaman terbentuk pada zon pemejalan akhir di dalam tuangan, disertai dengan struktur kristal dendritik, dan jarang meluas ke permukaan luar.

Mekanisme Pembentukan Teras

Selepas logam cair dituang ke dalam acuan, haba melesap keluar melalui dinding acuan, membuat pemejalan bermula dari permukaan tuangan dan secara beransur-ansur memanjang ke dalam.

Pada peringkat pemejalan lewat, hablur dendritik bertindih untuk membentuk rangka pepejal yang tegar dan memulakan pengecutan linear.

Pada peringkat ini, filem logam cecair tidak pepejal nipis masih wujud di antara dendrit bersebelahan.

Jika pengecutan rangka dendritik tidak terhalang sepenuhnya, tiada tekanan dalaman akan dijana.

Namun begitu, apabila pengecutan pepejal dihalang oleh halangan luar seperti acuan pasir, teras pasir dan geseran acuan, tegasan tegangan terkumpul di dalam tuangan.

Sebaik sahaja tegasan tegangan melebihi kekuatan muktamad aloi pada suhu tinggi, keretakan antara butiran berlaku antara dendrit.

Kejadian retak panas bergantung kepada penambahan logam cecair selepas retak.

Jika logam cair yang mencukupi mengisi ruang yang retak dalam masa, kecacatan tidak akan terbentuk; jika retak tidak dapat diisi semula, rekahan panas kekal akan berkembang.

Aloi dengan julat suhu pemejalan yang luas dan ciri-ciri pemejalan seperti pes span sangat mudah terdedah kepada keretakan panas,

manakala aloi eutektik dengan pemejalan suhu malar mempunyai kecenderungan retak panas paling rendah.

Faktor Penggerak Utama

Pembentukan rekahan panas adalah hasil gabungan reka bentuk struktur, kualiti peleburan dan parameter proses penuangan:

  1. Kecacatan struktur: Ketebalan dinding tidak sekata, fillet dalaman yang terlalu kecil, percabangan berlebihan bahagian yang bertindih, dan kerangka tegar atau struktur rusuk yang menghalang pengecutan pepejal bebas tuangan.
  2. Ketidakrasionalan proses: Saiz dan kedudukan sistem gating dan riser yang tidak betul yang menyekat pengecutan;
    goncangan acuan pramatang yang membawa kepada penyejukan yang cepat dan tidak sekata; kekuatan acuan yang berlebihan dengan kebolehubah bentuk yang lemah.
  3. Isu komposisi bahan dan kimia: Aloi dengan kadar pengecutan linear yang tinggi; unsur kekotoran lebur rendah yang berlebihan;
    kandungan sulfur dan fosforus yang berlebihan dalam tuangan keluli dan besi yang merosot keliatan suhu tinggi.

Penyelesaian Sistematik dan Langkah-langkah Pencegahan

Optimumkan Reka Bentuk Struktur Casting

Seragamkan reka bentuk struktur untuk menghapuskan risiko kepekatan tekanan yang wujud: memastikan ketebalan dinding seragam tuangan, tetapkan fillet peralihan bulat di semua sudut tajam untuk menampan tegasan pengecutan,

dan menggunakan struktur jejari melengkung untuk tuangan roda untuk melepaskan rintangan pengecutan dengan berkesan.

Tingkatkan Kualiti Peleburan Aloi Lebur

Mengamalkan proses penapisan dan penyahgas untuk membuang kemasukan oksida dan gas terlarut dalam logam cair, membersihkan struktur mikro aloi.

Kawal ketat kandungan kekotoran berbahaya seperti sulfur dan fosforus, dan elakkan fasa lebur rendah yang berlebihan untuk menstabilkan kekuatan suhu tinggi dan keplastikan aloi.

Optimumkan Parameter Proses Casting

Melaksanakan prinsip pemejalan serentak untuk mengimbangi kadar penyejukan semua bahagian tuangan dan meminimumkan perbezaan tegasan haba.

Reka bentuk dimensi dan susun atur gating dan riser yang munasabah untuk mengelakkan halangan pengecutan.

Panjangkan masa pengekalan tuangan dalam acuan pasir untuk mencapai pengagihan suhu seragam dan mengurangkan tegasan haba dalaman.

Improve the deformability of sand molds and sand cores, remove mold clamping weights and fastening devices in advance,

and partially excavate redundant molding sand for large castings to reduce shrinkage resistance.

Seragamkan Operasi Pasca Tuangan

Avoid collision, extrusion and violent vibration during shakeout, cleaning and handling to prevent secondary tearing of high-temperature castings.

2. Retak Sejuk: Mekanisme Pembentukan, Ciri dan Penyelesaian

Cold cracks are low-temperature structural defects that form after the casting is completely solidified and cooled to an elastic state.

They occur when local casting tensile stress exceeds the room-temperature ultimate strength of the alloy, and are mainly distributed in stress-concentrated tension zones during the cooling process.

Castings cold cracking
Castings cold cracking

Membezakan Ciri Morfologi dan Mikroskopik

Cold cracks have completely different characteristics from hot cracks, membolehkan pengenalan visual dan mikroskopik yang tepat:

  • Morfologi makro: Retak adalah lurus atau berbentuk lipatan dengan seragam, lebar yang langsing dan konsisten, menampilkan garis patah yang licin dan kemas.
  • Keadaan patah: Permukaan patah adalah bersih dengan kilauan logam yang jelas atau sedikit warna pengoksidaan suhu rendah, tanpa lapisan teroksida kasar retak panas.
  • Mod mikroskopik: Retakan sejuk mengembang secara transgranular, menembusi keseluruhan keratan rentas tuangan dan bukannya merebak di sepanjang sempadan butiran, yang merupakan perbezaan yang paling penting daripada retak panas.

Mekanisme Pembentukan

Selepas pemejalan penuh, tuangan memasuki peringkat penyejukan anjal.

Kelajuan penyejukan yang tidak sekata merentasi bahagian struktur yang berbeza menghasilkan kecerunan suhu yang ketara, mengakibatkan ubah bentuk pengecutan yang tidak seimbang.

Terhad oleh struktur tegar tuangan sendiri dan rintangan acuan luaran, tegasan tegangan sisa yang besar terkumpul di dalam komponen.

Apabila tegasan tegangan tempatan melebihi hasil suhu rendah dan kekuatan tegangan bahan aloi, patah transgranular berlaku, membentuk rekahan sejuk.

Faktor Pendorong Utama

Struktur Pemutus yang Tidak Munasabah

Ketebalan dinding yang tidak sekata yang teruk menyebabkan pengecutan penyejukan yang tidak konsisten; struktur tertutup tegar dan dinding nipis & struktur teras besar terdedah kepada tegasan pengecutan terkekang, yang mudah melebihi kekuatan tegangan aloi dan mencetuskan keretakan.

Reka Bentuk Sistem Gating dan Riser yang rosak

Peletakan ingate yang tidak betul (disusun pada kedudukan dinding tebal) memburukkan perbezaan kelajuan penyejukan dan kepekatan tegasan haba.

Penaik bersaiz kecil atau kedudukan yang tidak betul menghalang pengecutan tuangan percuma.

Kekuatan suhu tinggi yang terlalu tinggi dan kebolehubah bentuk yang lemah pada pasir acuan dan pasir teras meningkatkan lagi rintangan pengecutan dan tegasan tegangan.

Komposisi Kimia Aloi Tidak Layak

Kandungan karbon dan unsur aloi yang terlalu tinggi meningkatkan kerapuhan aloi dan mengurangkan keliatan suhu rendah.

Kandungan fosforus yang berlebihan (berakhir 0.05%) dengan ketara meningkatkan kerapuhan sejuk tuangan keluli.

Unsur anti-grafit yang berlebihan dalam tuangan besi kelabu meningkatkan jumlah pengecutan dan menyebabkan keretakan sejuk.

Proses PascaTuangan Bukan Standard

Goncangan acuan pramatang dan goncangan suhu tinggi membawa kepada penyejukan pantas dan lonjakan tekanan yang tajam; perlanggaran mekanikal dan penyemperitan semasa pembersihan dan pengendalian terus retak tuangan keliatan rendah.

Penyelesaian Sasaran dan Strategi Pencegahan

Optimumkan Reka Bentuk Struktur dan Proses

Optimumkan keseragaman ketebalan dinding, tambah struktur peralihan untuk bahagian tertutup tegar, dan menghapuskan kepekatan tegasan struktur.

Reka bentuk semula sistem gating dan riser untuk mengelakkan pengecutan tuangan menghalang dan mengimbangi kadar penyejukan bahagian tebal dan nipis.

Kawal Ketat Komposisi Aloi

Laraskan nisbah unsur aloi dengan tepat, mengehadkan dengan ketat kandungan kekotoran rapuh seperti fosforus, dan mengurangkan kerapuhan sejuk bahan untuk meningkatkan keliatan impak suhu rendah.

Standardkan Spesifikasi Pelepasan Acuan dan Pengendalian

Panjangkan masa pengekalan acuan dengan betul untuk mencapai penyejukan tuangan yang perlahan dan seragam dan melepaskan tekanan sisa secara beransur-ansur.

Elakkan kesan mekanikal dan penyemperitan dalam prosedur pasca pemprosesan.

Laksanakan Rawatan Haba Melegakan Tekanan

Lakukan rawatan haba penuaan tepat pada masanya untuk tuangan dengan tegasan tuangan sisa yang besar untuk menghapuskan tekanan dalaman.

Menjalankan rawatan penuaan sekunder selepas pemotongan riser dan pembaikan kimpalan untuk mengelakkan keretakan sejuk tertunda.

3. Prinsip Kejuruteraan Di Sebalik Pencegahan Retak

Pencegahan keretakan dalam tuangan bukan soal nasib atau percubaan dan kesilapan. Ia adalah soal keseimbangan kejuruteraan.

Tuangan retak apabila logam terpaksa menahan tegasan tegangan pada peringkat apabila kekuatannya terlalu rendah, atau apabila tegasan sisa terkumpul lebih cepat daripada bahan boleh mengendurkannya.

Dari perspektif ini, setiap retak adalah hasil yang boleh dilihat daripada ketidakpadanan yang tidak kelihatan antara tingkah laku terma, tingkah laku pemejalan, sekatan mekanikal, dan keupayaan material.

Prinsip asasnya adalah mudah: sesuatu tuangan mesti dibiarkan mengecut dan sejuk dalam kawalan, cara rintangan rendah, sambil mengekalkan penyuapan dan sokongan struktur yang mencukupi semasa peringkat pemejalan dan penyejukan yang terdedah.

Jika mana-mana bahagian baki itu hilang, keretakan menjadi mungkin.

Pembentukan retak adalah masalah tekanan, bukan hanya masalah kecacatan

Dalam amalan faundri, rekahan sering digambarkan sebagai retak panas atau retak sejuk, tetapi di bawah klasifikasi permukaan ini terdapat kebenaran mekanikal yang sama: tuangan mengalami tekanan yang melebihi kekuatan serta-mertanya.

Semasa pemejalan, logam itu separa pepejal dan separa cecair. Ini adalah peringkat yang paling rapuh.

Rangka dendritik telah terbentuk, tetapi ia belum lagi membangunkan kemuluran yang cukup untuk bertolak ansur dengan ubah bentuk yang besar.

Jika acuan sekeliling, teras, sistem riser, atau geometri menghalang penguncupan bebas, tegasan tegangan tertumpu di zon lemah. Itulah asal usul rekahan panas.

Selepas pemejalan, pemutus mungkin kelihatan kukuh sepenuhnya, tetapi kecerunan suhu yang besar masih wujud di antara permukaan dan pedalaman.

Apabila bahagian itu sejuk, lapisan luar menguncup dahulu manakala bahagian dalam yang lebih panas menahan penguncupan itu. Ini menjana tekanan sisa.

Sekiranya tekanan tidak dikurangkan secara beransur-ansur, ia boleh melebihi kekuatan suhu bilik atau suhu pertengahan bahan dan menghasilkan keretakan sejuk.

Jadi persoalan kejuruteraan sebenar bukan sekadar "Bagaimana kita menghentikan keretakan?” tetapi sebaliknya: Bagaimanakah kita mereka bentuk proses supaya tekanan tidak pernah membina melebihi kekuatan sementara tuangan?

Tuangan mesti direka bentuk sebagai sistem pengecutan

Tuangan bukan objek tegar semasa pengeluaran. Ia adalah badan yang mesti berubah bentuk sedikit dan berterusan semasa ia sejuk.

Reka bentuk yang baik mengenali ini dan berfungsi dengan pengecutan haba dan bukannya menentangnya.

Itulah sebabnya reka bentuk tahan retak bermula dengan kesederhanaan geometri dan keseragaman struktur:

  • Ketebalan dinding hendaklah sekata mungkin.
  • Perubahan mendadak dalam bahagian harus dielakkan.
  • Sudut dalaman yang tajam hendaklah digantikan dengan jejari yang besar.
  • Persimpangan tulang rusuk, bos, dan bebibir hendaklah dilembutkan dan bukannya tiba-tiba.
  • Bingkai tegar yang panjang harus dipecahkan atau direka bentuk semula untuk membolehkan pengecutan.
  • Bahagian berat tidak boleh diasingkan daripada bahagian nipis tanpa strategi peralihan.

Apabila geometri kaku dan tidak teratur, tuangan berkelakuan seperti struktur dengan penumpu tegasan terbina dalam.

Hasilnya bukan sekadar risiko keretakan yang lebih tinggi, tetapi juga pemejalan yang tidak sekata, Tempat panas setempat, kesukaran memberi makan, dan pengumpulan tekanan sisa.

Dengan kata lain, geometri yang lemah mencipta lata kegagalan.

Oleh itu, reka bentuk tuangan tahan retak menganggap pengecutan sebagai keperluan berfungsi, bukan gangguan. Bahagian itu mesti dibenarkan menguncup secara boleh diramalkan.

Pemejalan mesti dikawal, bukan sahaja dipercepatkan

Banyak masalah proses datang daripada salah faham kadar penyejukan. Lebih cepat tidak selalu lebih baik. Apa yang penting bukan kelajuan penyejukan maksimum, tetapi penyejukan seragam dan selaras.

Jika satu kawasan menjadi lebih awal daripada kawasan lain, kawasan pejal awal menjadi cangkerang tegar manakala bahagian selebihnya masih mengecut atau menyusu.

Ketidakseimbangan itu mewujudkan tekanan tegangan. Jika penyusuan disekat atau cangkerang dihalang, retak menyusul.

Atas sebab ini, pereka bentuk mesti memahami corak pemejalan tuangan:

  • Di manakah kawasan yang terakhir dibekukan?
  • Di manakah pusat haba akan terbentuk?
  • Zon mana yang akan mengalami sekatan tertinggi?
  • Di mana logam cecair masih boleh memberi makan pengecutan?
  • Di manakah cangkerang akan menjadi nipis dan lemah semasa peringkat akhir?

Proses tuangan yang mantap cuba mencipta corak pemejalan yang disengajakan dan boleh diramal.

Bergantung kepada aloi dan geometri, ini mungkin bermakna pemejalan arah ke arah risers, atau dalam beberapa kes pemejalan hampir serentak untuk mengurangkan tegasan pembezaan.

Kuncinya adalah konsisten. Pemejalan yang tidak terkawal mencipta kecerunan tegasan; pemejalan terkawal menguruskannya.

Acuan dan teras harus menyokong bentuk, tidak menentang kontraksi

Acuan mesti memegang bentuk tuangan semasa menuang dan pemejalan awal, tetapi selepas itu ia tidak sepatutnya berkelakuan seperti pengapit tegar.

Jika acuan atau teras pasir mempunyai kekuatan yang berlebihan, keruntuhan yang lemah, atau tingkah laku menghasilkan suhu tinggi yang tidak mencukupi, ia menahan penguncupan dan mengubah pengecutan haba kepada tegasan tegangan.

Ini adalah salah satu sumber keretakan yang paling diabaikan. Acuan yang "terlalu baik" dalam erti kata terlalu tegar boleh membahayakan.

Sistem acuan yang ideal menyediakan gabungan yang seimbang:

  • kestabilan dimensi semasa menuang,
  • rintangan hakisan yang mencukupi,
  • kebolehruntuhan yang mencukupi selepas pemejalan,
  • dan kekangan rendah semasa pengecutan.

Reka bentuk teras amat penting dalam tuangan berongga atau berbentuk kotak.

Teras yang terlalu besar, terlalu keras, atau terlalu kuat boleh menjadi pendakap mekanikal di dalam bahagian.

Apabila logam mengecut di sekelilingnya, tekanan tertumpu di dinding. Jika tegasan yang terhasil melebihi kekuatan aloi, pemutus retak, selalunya dengan cara yang tidak dapat dijelaskan.

Oleh itu, pencegahan retakan kejuruteraan memerlukan bukan hanya spesifikasi logam, tetapi spesifikasi tingkah laku acuan. Acuan adalah sebahagian daripada sistem mekanikal.

Pemakanan dan penahanan mesti seimbang bersama

Risers sering dibincangkan hanya dari segi pampasan pengecutan, tetapi fungsi mereka lebih halus.

Riser mesti menyuap logam ke zon pengecutan, tetapi jika susun atur gating dan rising mewujudkan sekatan setempat, ia juga mungkin menjadi sebahagian daripada masalah keretakan.

Sistem pemakanan yang baik sepatutnya:

  • membekalkan logam cecair ke kawasan pemejalan terakhir,
  • elakkan memerangkap tempat panas terpencil,
  • mengelakkan pembekuan gating pramatang,
  • dan tidak mengunci tuangan ke dalam medan tegasan tegar.

Jika pintu pagar membeku terlalu awal, ia boleh menyekat penguncupan semula jadi tuangan.

Jika penaik atau penyuap diletakkan supaya ia menghalang pengecutan secara mekanikal, tuangan mungkin koyak berhampiran kawasan sambungan.

Ini adalah perkara biasa apabila terdapat ketidakpadanan kekakuan yang besar antara badan tuangan dan sistem pemakanan yang dipasang..

Prinsip di sini adalah kritikal: memberi makan logam dan melepaskan tekanan pengecutan kedua-duanya perlu, tetapi mereka bukan perkara yang sama.

Proses yang memberi makan dengan baik tetapi menghalang pengecutan mungkin masih retak. Reka bentuk mesti mencapai kedua-dua fungsi sekaligus.

Tekanan sisa mesti dikurangkan sebelum ia menjadi retak

Tidak semua retakan muncul serta-merta. Sesetengah tuangan keluar dari acuan dalam keadaan utuh dan retak kemudian semasa goncangan, pembersihan, pemesinan, atau pengendalian.

Ini bermakna tuangan mengandungi tegasan sisa yang belum dilepaskan sepenuhnya.

Tekanan sisa tidak dapat dielakkan pada tahap tertentu, tetapi magnitudnya boleh dikawal. Alat kejuruteraan utama ialah:

  • reka bentuk bahagian seragam,
  • kebolehruntuhan acuan yang betul,
  • penyejukan terkawal dalam acuan,
  • masa goncangan yang sesuai,
  • rawatan haba melegakan tekanan,
  • dan pengendalian yang teliti selepas pemejalan.

Tujuan rawatan haba melegakan tekanan bukanlah untuk mengubah bentuk bahagian, tetapi untuk menurunkan tekanan dalaman ke tahap yang lebih selamat.

Untuk tuangan tekanan tinggi, ini selalunya perbezaan antara bahagian yang stabil dan retak tertunda.

Dalam tuangan besar atau kompleks, pelepasan tekanan amat penting kerana kecerunan suhu dan variasi bahagian biasanya lebih besar.

Dalam kes sedemikian, tuangan mungkin kelihatan stabil dari segi dimensi semasa masih membawa tekanan dalaman yang berbahaya.

Setelah pemesinan mengalihkan permukaan sokongan atau membuka laluan tegasan terkunci, retak boleh muncul secara tiba-tiba.

Pemilihan bahan mesti sepadan dengan geometri dan proses

Proses tahan retak hanya boleh dilakukan apabila tingkah laku aloi serasi dengan reka bentuk bahagian dan proses fauri.

Sesetengah aloi mempunyai julat pemejalan yang lebih luas, kemuluran panas yang lebih rendah, atau sensitiviti penguncupan yang lebih besar.

Aloi ini mungkin sangat sesuai dalam satu geometri dan sangat mudah retak pada geometri yang lain.

Ini bermakna pemilihan aloi tidak boleh dipisahkan daripada reka bentuk. Jurutera mesti mempertimbangkan:

  • julat pemejalan,
  • sensitiviti koyakan panas,
  • pengecutan linear,
  • kemuluran semasa peringkat separuh pepejal,
  • keliatan selepas pemejalan,
  • mudah terdedah kepada unsur-unsur yang membingungkan,
  • dan kesan kekotoran seperti sulfur atau fosforus.

Geometri dengan peralihan yang tajam dan kekangan yang kuat memerlukan aloi yang lebih tahan retak daripada yang mudah, bahagian yang dipotong seragam.

Begitu juga, aloi dengan sensitiviti rekahan panas yang diketahui mungkin memerlukan gating yang diubah suai, sekatan yang lebih rendah, kebolehlipatan acuan yang lebih baik, atau penyejukan terkawal yang lebih perlahan.

Dalam amalan, banyak masalah retak tidak diselesaikan dengan penalaan proses sahaja. Kadang-kadang bahan mesti berubah, atau reka bentuk mesti santai agar sesuai dengan tingkah laku sebenar aloi.

Pengendalian selepas pemejalan adalah sebahagian daripada sistem pencegahan retak

Pencegahan retak tidak berakhir apabila logam membeku. Casting masih boleh gagal semasa goncangan, memotong, pengisaran, tembakan letupan, atau pengangkutan.

Sebaik sahaja bahagian itu telah padat, ia mungkin masih rapuh kerana tekanan sisa yang tinggi, keliatan suhu rendah, atau retakan mikro tersembunyi.

Atas sebab itu, operasi selepas pemejalan hendaklah dianggap sebagai sebahagian daripada proses metalurgi:

  • shakeout tidak boleh terlalu awal,
  • bahagian tidak boleh dijatuhkan atau dipukul,
  • pengalihan pintu hendaklah dikawal,
  • pemesinan harus mengelakkan penggunaan daya secara mendadak,
  • dan storan hendaklah menghalang beban susun atau tegasan lentur.

Ini amat penting untuk tuangan berdinding nipis yang besar dan tuangan tegar dengan rentang yang panjang. Bahagian ini mungkin kelihatan teguh tetapi secara mengejutkan sensitif kepada kesan tempatan atau lenturan.

4. Perbezaan Teras Antara Retak Panas dan Retak Sejuk

Item Retak Panas Retak Sejuk
Peringkat pembentukan Berlaku semasa peringkat akhir pemejalan atau sejurus selepas pemejalan, apabila tuangan masih pada suhu yang sangat tinggi Berlaku selepas pemejalan, semasa penyejukan ke dalam julat anjal atau selepas tuangan telah disejukkan lagi
Punca akar Tegasan tegangan yang dihasilkan oleh pengecutan pemejalan terkawal dalam struktur separa pepejal yang lemah Tekanan haba baki atau sekatan luaran yang melebihi kekuatan aloi semasa penyejukan
Keadaan bahan semasa retak Separa pepejal atau hampir pepejal, dengan kekuatan dan kemuluran yang sangat rendah Pejal sepenuhnya, tetapi masih mengalami tekanan dalaman yang ketara
Laluan retak biasa Biasanya intergranular, merambat di sepanjang sempadan bijian Biasanya transgranular, merambat merentasi bijirin dan melalui bahagian
Bentuk retak Tidak teratur, melengkung, menyusahkan, dan sering bercabang Lurus atau sedikit zigzag, dengan lebar yang agak seragam
Penampilan permukaan
Permukaan patah kasar, sering teroksida, membosankan, dan kurang kilauan logam Permukaan patah yang lebih bersih, selalunya logam cerah atau hanya teroksida sedikit
Pembukaan retak Selalunya lebih luas di permukaan dan lebih sempit di dalam Biasanya lebih seragam lebar di sepanjang garis retak
Lokasi biasa Tempat panas, sudut tajam, peralihan tebal ke nipis, kawasan terkawal, zon terakhir-untuk-memantapkan Kawasan yang sangat tertekan, bahagian terhalang, sudut, kawasan teras terkawal, berhampiran pintu pagar atau zon struktur kaku
Faktor yang mempengaruhi Julat pemejalan yang luas, makan yang lemah, kecenderungan pengecutan yang tinggi, penahan acuan yang kuat, keruntuhan yang lemah Penyejukan tidak sekata, tekanan sisa yang tinggi, struktur tegar, acuan/hasil teras yang lemah, kimia aloi rapuh
Aloi biasa terdedah kepadanya Keluli, besi tuang yang boleh ditempa, dan beberapa aloi ringan Aloi rapuh atau keliatan rendah, keluli dengan karbon tinggi atau fosforus, besi tuang dengan kimia yang tidak menguntungkan
Kaedah pengesanan
Selalunya kelihatan di permukaan; retak panas dalaman mungkin memerlukan keratan atau NDT Selalunya kelihatan selepas penyejukan; keretakan dalaman juga mungkin memerlukan keratan atau NDT
Fokus pencegahan Memperbaiki pemakanan pemejalan, mengurangkan kekangan, memperhalusi geometri, meningkatkan keruntuhan acuan, elakkan tempat panas Mengurangkan tekanan sisa, meningkatkan keseragaman penyejukan, mengoptimumkan masa goncangan, memperbaiki rawatan haba, mengukuhkan ketangguhan
Prinsip kejuruteraan utama Elakkan rangka separa pepejal daripada koyak di bawah tekanan pengecutan Elakkan logam yang disejukkan daripada retak di bawah tekanan sisa terkumpul
Tindakan pembetulan biasa Reka bentuk semula geometri, laraskan kenaikan/gating, ubah suai keadaan acuan, meningkatkan kualiti aloi Melegakan tekanan, penyejukan yang lebih perlahan dan lebih seragam, kebolehruntuhan teras/acuan yang lebih baik, kawalan kimia, pengendalian yang teliti

5. Kesimpulan

Keretakan dalam tuangan terbentuk kerana logam diminta mengecut, menguatkan, dan sejuk di bawah sekatan. Apabila sekatan itu menimbulkan tekanan yang lebih besar daripada yang boleh diterima oleh aloi, pemutus air mata.

Keretakan panas muncul semasa pemejalan, biasanya dengan tidak teratur, teroksida, ciri antara butiran.

Retak sejuk muncul semasa penyejukan kemudian, selalunya lebih lurus, lebih bersih, patah melalui ketebalan didorong oleh tekanan sisa.

Ubatnya adalah sama sistematik: menambah baik reka bentuk tuangan, mengurangkan kepekatan tekanan, mengoptimumkan pemejalan, pilih kimia aloi yang sesuai, meningkatkan kebolehruntuhan acuan, mengawal masa goncangan, dan gunakan rawatan haba melegakan tekanan apabila diperlukan.

Dalam amalan, tuangan bebas retak yang terbaik bukanlah yang "paling kuat" dalam acuan, tetapi yang dibenarkan mengecut dalam dikawal, seimbang, dan cara yang boleh diramalkan.

Tinggalkan komen

Alamat e -mel anda tidak akan diterbitkan. Bidang yang diperlukan ditandakan *

Tatal ke Atas

Dapatkan petikan segera

Sila isi maklumat anda dan kami akan menghubungi anda dengan segera.