Analys av gjutnings- och formningsfel i metallmaterial

 

I Gjutfel i metallmaterial

 

Gjutfel i metallmaterial och deras förebyggande åtgärder

 

Gasporositet

 

 

 

 

Egenskaper:

Gasporositet hänvisar till håligheter som bildas i gjutgods när gaser misslyckas med att fly från den smälta metallen innan den stelnar. Dessa defekter har vanligtvis släta, ljusa innerväggar, ibland med lätt oxidationsfärgning.

 

Inverkan:

Gasporositet minskar gjutstyckets effektiva lastbärande yta, vilket minskar dess slaghållfasthet och utmattningshållfasthet. Det påverkar också gjutgodsets korrosionsbeständighet och värmebeständighet negativt.

 

Förebyggande åtgärder:

Revidera orimliga grind- och stigarsystem för att säkerställa ett jämnt metallflöde och undvika gasinneslutning.

Förvärm formar och kärnor innan du applicerar beläggningar och se till att de torkar ordentligt före användning.

Designa formar och kärnor med lämpliga ventilationsåtgärder för att tillåta gasutsläpp.

 

Krympningsporositet

 

 

 

 

Krympporositet klassificeras i två typer: koncentrerad krympning och dispergerad krympning.

 

Egenskaper:

Kaviteter som bildas under gjutningsprocessen på grund av att flytande metall krymper under stelning.

Under stelnandet av metall sker volymkrympning och den smälta metallen lyckas inte kompensera, vilket leder till krympningshåligheter i de sista stelnade områdena. Krympporositet kan klassificeras i två typer: koncentrerad krympning och dispergerad krympning.

 

Inverkan:

Minskar gjutgodsets mekaniska egenskaper och styrka.

 

Förebyggande åtgärder:

Förbättra smältkvaliteten och minska gashalten.

Öka hälltemperaturen och fördröj stelningstiden.

Optimera grindsystemet för att minimera alltför långa hällbanor.

Undvik att ta bort gjutgodset från formen för tidigt för att förhindra interferens innan fullständig stelning.

 

Inklusioner

 

 

 

 

Egenskaper:

Föroreningar eller främmande ämnen, såsom oxider och silikater, finns i gjutningsprocessen.

 

Inverkan:

Leder till minskad seghet och sprödhet i gjutgodset, vilket minskar dess mekaniska egenskaper.

 

Förebyggande åtgärder:

Stärk råvarukontroll och renhet, kontrollera smält- och gjutningstemperaturerna för gjutmaterialet.

Se till att ugnen och verktygen är rena, fria från oxider, förvärmda och att beläggningen är torkad efter applicering.

 

Kallt stängt och otillräckligt hällande

 

Egenskaper:

Ofullständig eller dålig fyllning av formen på grund av otillräcklig förmåga hos den flytande metallen att flyta och fylla formen ordentligt, vilket resulterar i partiell fyllning eller sammansmältning av gjutgodset.

 

Inverkan:

Ofullständig gjutform och försämrade mekaniska egenskaper.

 

Förebyggande åtgärder:

Öka hälltemperaturen och hastigheten.

Optimera utformningen av grindsystemet för att säkerställa smidigt metallflöde.

 

Sprickor

 

 

 

 

Egenskaper:

Linjära eller oregelbundet böjda springor på ytan eller inuti gjutgodset.

 

Inverkan:

Minskar gjutstyckets styrka och stabilitet direkt.

 

Förebyggande åtgärder:

Undvik lokal överhettning i själva grindsystemet för att minska inre stress.

Se till att formens och kärnans dragvinklar är större än 2 grader och ta bort kärnan och öppna formen när inloppet har stelnat.

Kontrollera beläggningens tjocklek för att säkerställa konsekvent kylhastighet över alla delar av gjutgodset.

 

Sandhål

 

Små hål fyllda med formsand antingen på ytan eller inuti gjutgodset, vilket är ett vanligt gjutfel som ofta leder till att gjutgodset kasseras.

 

Sand Inkludering

 

Gjutytan är delvis eller helt täckt med en blandning av metall (eller metalloxider) och sand (eller beläggning), eller med påbränd formsand, vilket gör gjutytan grov.

 

 

 

Defekter i form och form av gjutgods på grund av olika orsaker, inklusive icke-fyllningar, ofullständiga fyllningar, mögelläckage och löparbränder.

 

Icke-fyllningar (ofullständiga fyllningar)

 

Gjutgods är ofullständiga eller har ofullständiga konturer, ofta rundade och glänsande i kanter och hörn, särskilt i områden långt från inloppet och i tunna väggar. Hällsystemet är fyllt. Den övre delen av avgjutningen saknar kött, med lätt rundade kanter, och den övre ytan av inloppet är i nivå med avgjutningen.

 

Det finns många typer av gjutdefekter i metallmaterial, men de flesta kan förebyggas och minskas genom att optimera gjutprocesser, förbättra råvarukvaliteten och förbättra utrustningsunderhållet. Gjuteriföretag bör fokusera på processinnovation och tekniska framsteg för att kontinuerligt förbättra gjutkvaliteten för att möta marknadens och kundernas krav.

 

II Bearbetnings- och formningsdefekter av metallmaterial

 

Under bearbetning och formning av metallmaterial kan olika defekter uppstå som väsentligt påverkar materialegenskaper och produktkvalitet.

 

Överhettning och utbrändhet

 

Överhettning:När metall genomgår uppvärmning eller bearbetning under längre perioder vid höga temperaturer, resulterar det i grov kornstruktur och stora korn. Överhettning kan orsaka grova fläckar, apelsinskal och förstorade korn på ytan. Medan styrkan hos överhettade legeringar minskar något, minskar deras slagseghet och duktilitet vid rumstemperatur avsevärt, vilket gör materialet sprött.

 

 

 

(T10A stål överhettad mikrostruktur 400X)

 

Mikrostrukturen nära sprickan i det släckta T10A stålarbetsstycket, som visas i bilden ovan, består av svart perlit längs korngränser, grova martensitribbor med hög kolhalt, vit restaustenit och en minimal mängd utfällda karbider.

 

Utbrändhet:När metall värms upp nära eller vid dess smälttemperatur under en längre period eller överdrivet, inträffar lokal smältning av komponenter med låg smältpunkt eller försvagning av korngränserna, känd som utbrändhet. Utbrändhet resulterar i en grov yta, förgrovning och uträtning av korngränser, korngränsfransning och kan till och med leda till sprickbildning. Utbrändhet minskar metallens bindningsstyrka avsevärt.

 

 

 

(W18Cr4V bränd mikrostruktur 400X)

 

Mikrostrukturen som visas i bilden ovan är den släckta och överhettade strukturen av W18Cr4V-stål, bestående av gråvit fin nålliknande martensit och resterande austenitmatris, klarvita nätverkskarbider längs korngränserna och svart troostit.

 

Förebyggande åtgärder för överhettning

 

Lämpliga uppvärmningsmetoder och uppvärmningshastighet: Välj lämpliga uppvärmningsmetoder och uppvärmningshastigheter baserat på materialets egenskaper och form. Använd till exempel enhetliga uppvärmningsmetoder eller stegvis uppvärmning för att undvika lokaliserade höga temperaturer.

 

Justering av utrustningsparametrar: Enligt faktiska produktionsförhållanden och materialegenskaper, justera kraften hos värmeutrustning, precisionen för temperaturkontroll under uppvärmning, materialrörelsehastighet, etc., för att säkerställa enhetlig uppvärmning och exakt temperaturkontroll.

 

Kontroll av ugnsgassammansättning:Minska överflödig luft i ugnen för att skapa en svagt oxiderande atmosfär, speciellt vid uppvärmning av rostfritt stålsmide.

 

Styrning av värmetemperatur och hålltid:Ställ in rimliga uppvärmningstemperaturer och hålltider för olika metallmaterial och processkrav för att förhindra överdriven uppvärmning och förlängda hålltider.

Under uppvärmning i en lågugn, upprätthåll ett visst avstånd mellan ämnet och brännarmunstycket för att förhindra direktkontakt av lågor med ämnet. För uppvärmning av motståndsugnen, kontrollera avståndet mellan ämnet och motståndstråden för att undvika lokal överhettning.

 

Materialval och avslag: Var försiktig vid uppvärmning av högkolhaltigt stål och lågkollegerat stål som är benäget att överhettas för att förhindra överhettning.Stål som redan har upplevt överhettning eller lokal överhettning bör omedelbart avvisas för att förhindra kontaminering av färdiga produkter och undvika större förluster.

 

Kontroll av värmebehandlingsutrustning:Ändra strukturen och egenskaperna hos värmebehandlingsutrustning, till exempel att använda avancerade härdningsugnar för värmebehandling, för att undvika överhettning under värmebehandling.

 

Sprickor och sprickor

 

Bearbetning av sprickor: Felaktiga bearbetningsmetoder eller procedurfel kan orsaka bearbetningssprickor. Dessa sprickor kan klassificeras i termiska sprickor och kalla sprickor, med olika former såsom längsgående sprickor, tvärgående sprickor och sidospalter.

 

 

(Sprickor orsakade av för höga temperaturer under slipning)

 

Värmebehandlingssprickor:När betydande kvarvarande spänningar finns i legeringen, såsom när termiska spänningar inducerade av uppvärmning ligger i linje med och överstiger metallens hållfasthet, kan sprickbildning uppstå. Under uppvärmningsprocessen kan legeringar dessutom fälla ut andra faser längs korngränserna, skapa sekundära spänningar eller uppleva betydande volymförändringar på grund av fasomvandling, vilket också kan leda till sprickbildning.

 

 

(Släckande sprickor)

 

För att förhindra och minska dessa defekter är det nödvändigt att strikt kontrollera faktorer som uppvärmningstemperatur, bearbetningsmetoder, legeringssammansättning, etc., under bearbetning och formning av metallmaterial. Dessutom är det avgörande att förbättra inspektion och kontroll av produktkvaliteten. Dessutom kan avancerade oförstörande testtekniker som industriell CT-skanning effektivt upptäcka och kontrollera interna defekter i metallmaterial.