Quais são as causas dos defeitos de trincas no aço fundido?

A ocorrência de defeitos de trincas em peças de aço fundido é um problema muito comum e complexo, que envolve toda a cadeia produtiva desde a fundição, processo de fundição até o posterior tratamento. As fissuras são causadas fundamentalmente por tensões internas (principalmente tensões térmicas e de contração) que excedem o limite de resistência do material àquela temperatura.

Normalmente, as fissuras são divididas em duas categorias: fissuras a quente e fissuras a frio.

1、 A trinca a quente ocorre no estágio final ou logo após a solidificação do aço fundido, quando o metal está em um estado de coexistência sólido-líquido com baixa resistência e plasticidade. Temperatura de ocorrência: geralmente próxima à linha solidus (em torno de 1300-1450°C). Características: A seção da fissura apresenta-se severamente oxidada, apresentando aspecto preto ou azul, com formato tortuoso e irregular.

causa principal:

1. Projeto estrutural de peças fundidas: Diferenças excessivas na espessura da parede e transições irregulares nas conexões resultam em resfriamento desigual e estresse térmico significativo.

2. Projeto irracional do sistema de vazamento: O canal de injeção está muito concentrado ou posicionado incorretamente, resultando em superaquecimento local, que eventualmente solidifica naquela área

Não é possível receber compactação e suporte.

3. Fraco recuo do molde/núcleo de areia: A resistência do molde de areia é muito alta, o que dificulta seu encolhimento livre durante a solidificação e encolhimento da fundição, resultando em tensão de tração e rachaduras. Este é um motivo muito comum.

4. Composição química da liga: Alto teor de elementos nocivos, como enxofre (S) e fósforo (P): Eles formam sulfetos e fosfetos de baixo ponto de fusão, formando filmes finos líquidos nos limites dos grãos, enfraquecendo bastante a força de ligação intergranular e são fatores extremamente importantes que levam à fissuração térmica. Teor de carbono (C): Com alto teor de carbono, a faixa de temperatura de solidificação torna-se mais ampla, os dendritos tornam-se grosseiros e há uma tendência aumentada para rachaduras térmicas. 5. Uso inadequado do riser e do ferro de resfriamento: Se o pescoço do riser for muito longo ou muito curto e o ferro de resfriamento não estiver colocado corretamente, isso agravará o resfriamento irregular.

2、 A trinca a frio ocorre após a fundição ter solidificado completamente e resfriado até um estado elástico, geralmente no estágio de baixa temperatura abaixo de 600 ° C. Temperatura de ocorrência: temperatura mais baixa. Características: A seção da trinca é limpa, com brilho metálico ou leve cor de oxidação, e a trinca é relativamente reta e contínua em formato de linha reta.

causa principal:

1. Tensão excessiva de fundição: Tensão térmica: causada por taxas de resfriamento inconsistentes de várias partes da peça fundida. Tensão de contração: Obstáculos mecânicos à contração da peça fundida causados ​​por moldes, machos de areia, sistemas de jito e batentes de caixa. Tensão de transformação: A tensão gerada pela mudança no volume específico durante o processo de resfriamento quando há uma transformação estrutural (como a transformação da austenita em martensita).

2. Qualidade metalúrgica do aço: Alto teor de gás, especialmente hidrogênio (H), pode causar "rachaduras induzidas por hidrogênio" e reduzir a tenacidade do material. Existem muitas inclusões não metálicas: como pontos de concentração de tensão, as inclusões podem reduzir significativamente a resistência e a resistência à trinca dos materiais.

3. Lixamento prematuro durante o encaixotamento: A peça fundida ainda não foi resfriada a uma temperatura suficientemente baixa e a tensão interna não é totalmente eliminada antes que a vibração e o lixamento prematuros possam facilmente causar rachaduras a frio.

4. Processo de tratamento térmico inadequado: Taxa excessiva de aquecimento ou resfriamento: Especialmente durante o tratamento de recozimento e normalização, se o aquecimento ou resfriamento for irregular, gerará uma enorme tensão de tratamento térmico, que se sobreporá à tensão de fundição original e causará rachaduras.

Trinca de têmpera: É uma forma especial de trinca a frio, que forma martensita de alta dureza devido à rápida taxa de resfriamento de têmpera, acompanhada de enorme tensão estrutural, tornando-a muito fácil de trincar.

Resumo e ideias de solução

Quando são encontradas trincas em peças de aço fundido, os motivos devem ser investigados sistematicamente a partir dos seguintes aspectos:

1. Composição química: Controle rigorosamente o conteúdo de elementos nocivos como S e P.

2. Processo de fundição: Métodos de refino são utilizados para reduzir o teor de gases e inclusões no aço fundido. 3. Estrutura de fundição: Otimize o projeto para evitar mudanças repentinas na espessura da parede e use transições arredondadas.

4. Processo de fundição: sistema de sprue e riser: Razoavelmente projetado para obter solidificação sequencial ou solidificação simultânea, evitando superaquecimento local. Areia de moldagem/areia de núcleo: Garantir rendimento e colapsabilidade suficientes. Ferro frio e riser: Uso adequado para controlar a sequência de resfriamento.

5. Remoção e limpeza de areia: Certifique-se de que as peças fundidas sejam resfriadas a uma temperatura suficientemente baixa (como abaixo de 400 ° C) no molde de areia antes de encaixotar. Ao cortar risers e realizar reparos de soldagem, também é necessário evitar a geração de novas tensões.

6. Processo de tratamento térmico: Desenvolva especificações razoáveis ​​de tratamento térmico, especialmente controle as taxas de aquecimento e resfriamento. Para peças complexas ou peças de aço de alta liga, adote um método de aquecimento escalonado e resfriamento lento.

Para determinar com precisão a causa específica, muitas vezes é necessário combinar análise morfológica macroscópica e microscópica de trincas (exame metalográfico), revisão do processo e análise da composição química para fazer um julgamento abrangente.