4202-应力形成的裂纹.docx

应力 形成的 裂纹 工艺基础信息（材质、铸型、熔炼 … ） 1、适用于铁、钢以及它们的合金 2、适应于所有的成型方法 3、适用于所有的熔炼方式 检测方式 VT、显微检测、 PT、 MT、 UT、 RT、其它检测、破坏性检测 缺陷描述 缺陷显示的裂纹不是以氧化皮的形式出现，主要是封闭型（裂纹壁之间的距离很小），也称为细微裂纹。有时，特别是对于厚的截面和铸件末端，铸件截面可以被破坏。 当应力达到太高的水平时，它主要出现在锋利的边缘连接 部位 或 其它靠 近应力升高 的细微结构处 。 裂纹在材料的中心截面处很少或几乎不存在，或者平行于表面壁。它垂直于铸造表面。 与 缺陷 4201 的区别在于，应力的主要部分来自马氏体组织转变， 缺陷 4202 来自应力收缩和热应力引起的应力。 缺陷 41xx 是类似的缺陷，但它们在高温下 形成 并具有（大部分）氧化裂纹壁。 缺陷 43xx 看起来相似，但因深度低 并且 根部（基底）具有圆形裂纹 而不同 缺陷照片 1、灰铁中加工后可见的裂纹 2、钢中加工后可见的裂纹 原因 及其解决措施 1、 材料及其化学成分· 原因 *具有高热伸长系数 、 高弹性模量（杨氏模量）和低导热系数（增加铸件的温差）的材料 *大量的碳化物促进元素的存在 *铁中存在石墨衰退元素 （ B， Cr， Sb…） *低熔点共晶 基础 元素（ P， Mo）的存在 *降低拉伸强度的元素 解决措施（利） 1.1 为高导热性设 定化学成分 1.2 为 低热膨胀系数 设定化学成分 1.3 为 低杨氏模量 设定化学成分 1.4 降低碳化物促进元素的 含 量 1.5 降低石墨 衰退 元素的 含 量 1.6 增加元素补偿石墨衰退元素 1.7 降低低温共晶 基础元素 的 含 量 1.8 调整化学 成分 以获得更高的抗拉强度 解决措施（弊） 1.1 提高金属 液 成本 1.2 钢 、铁的 力学性能 2、 铸件形状 原因 *复杂形状：连接的厚薄壁截面间没有光滑过渡（ 金属将有突然的速度变化， 导致局部应力高） *在同一铸件中的厚壁和薄壁截面（ 在不同的时间段将发生不同的变形 ） *细微结构处的应力升高（孔洞，尖角……） 解决措施（利） 2.1 限制 铸型 材料强度 2.2 在高铸件 细微结构 和冒口之间加入 衰退 元素 2.3 冷铁位置放置合适 ，而不是阻碍收缩。 2.4 保证 铸型 的均匀冷却能力 2.5 使用具有良好 溃散 性能的 铸型 材料 2.6 避免 形成飞翅或者控制飞翅到最小 解决措施（弊） 2.1 金属 液 -铸型 反应的风险 2.2 金属 液 耗尽的风险 2.3 铸件尺寸 增大 或变形的风险 3、 铸型 原因 *铸型 材料 强度太高 （阻碍收缩） *不正确使用 冷铁 （阻碍收缩 ， 引发白 口 凝固） *局部冷却能力差异大 *控制 飞翅 形成 解决措施（利） 3.1 保证 设计的截面正确、光滑的连接 3.2 避免截面尺寸的差异 大 3.3 使用 补贴、冷铁 进行 均匀 冷却 3.4 避免 细微结构处应力增加 解决措施（弊） 3.1 铸件重量增加 3.2 增加 缩松 缺陷（热 节 ）的风险 3.3 增加模 样 和 铸型 的成本 4、 铸件质量 原因 *存在夹杂物，如砂、 炉 渣、 浮渣 （气体夹杂是相 对 无害的），特别是当它们位于或接触铸件表面时。 *不正确的结构 ， 碳化物 、 游离石墨的存在 *缩松 的存在 *在分型线和砂芯 -铸型连接处存在飞翅 *非常粗糙的表面 解决措施（利） 4.1 避免夹杂物的存在 4.2 使用过滤 网 4.3 避免 缩松 的存在 4.4 使用冒口 、冷铁 以及 补贴 4.5 避免 分型线以及砂型 -铸型 连接中的 形成飞边 4.6 保证铸件表面光滑平整 4.7 消除打箱后的应力 解决措施（弊） 4.1 降低铸件 出品率 4.2 增加 缩松 缺陷的风险（定向凝固较少） 4.3 提高铸件成本 5、 其它操作 原因 *打箱 *搬运和 清理 *抛丸 *去除冒口、浇注系统和 飞边 ：敲击、撞击、气体火焰切割 … *重压清理、打磨 *修复挤压变形 *锤 锻 修复变形 *机械加工，特别是 负重钳口缺少延展性的材料 解决措施（利） 5.1 确保 打箱时 机械震动 、 振动和 局部击打少 5.2 保证铸件的正确运输 5.3 保证铸件不掉落和 撞击 5.4 设置 正确的 抛丸，避免旋转滚 动抛丸 5.5 避免厚壁和薄壁铸件 使用旋转设备打箱、抛丸 5.6 去除冒口 、 浇注系统 、飞翅时不能敲打、气体切割 5.7 避免高压打磨 、清理 5.8 若要进行变形 处理 ，则对铸件进行加热，然后再进行应力消除，并对结果进行MT 检查 5.9 不要使铸件变形 ，特别是不能敲打灰铁件 5.10 避免高压加工 解决措施（弊） 5.1 增加 资金投入 5.2 需要时间和经验 6、 测试设备不正确 原因 *未经认证 、 正确工作的测试设备，未经认证的操作者 解决措施（利） 6.1 核实 使用过的设备 6.2 培训操作员，特别是测试人员 6.3 购买正确工作和功能 正确 的光谱仪和热分析设备 6.4 保证使用 校准过的 光谱仪样品 6.5 购买具有合格证书的热电偶设备 6.6 设备的总体维护 -设置维护计划 解决措施（弊） 6.1 需要时间和 资金投入 7、 操作者错误操作 原因 *操作者操作不当 解决措施（利） 7.1 培训操作者认识到 C 元素、普通元素、合金元素以及残留元素的重要性 7.2 建立作业指导书并培训操作者用光谱仪正确测试样品 7.3 由设备自动提供生产结果（不需操作员计算或干扰） 7.4 测试后自动提供打印结果 7.5 如果元素含量太高，就要执行作业指导书 7.6 提供正确的称重设备用于合金化和熔化过程中的化学成分修改 7.7 提供正确的浇注系统培训 解决措施（弊） 7.1 需要资金投入到培训 7.2 需要操作员培训、认证、经验、时间