4201-冶金转变形成的裂纹.docx

冶金转变形成的 裂纹 工艺基础信息（材质、铸型、熔炼 … ） 1、适用于碳钢、中低合金钢、高合金钢、耐腐蚀钢、耐热钢、锰钢、铬钢、其它钢，球铁、灰铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、白口铸铁、灰铁合金、白口 Cr-Ni 合金、白口 Cr 合金、其它铸铁 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 。 它主要发生在马氏体组织 (有时贝氏体） 形成时、 锋利的边缘连接 部位 或接近其他 应力提高的细微结构处 。 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。 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 不同的是 深度低 并在 根部（基底）具有圆形裂纹。 缺陷照片 1、灰铁中加工后可见的冷裂纹 2、钢中加工后可见的冷裂纹 3、球铁中加工后可见的冷裂纹 原因 及其解决措施 1、 材料及其化学成分· 原因 *太低的 马氏体形成 温度（低温转变会有较高的相变应力） *大量的碳化物促进元素的存在 *分离元素的存在 *铸铁中存在 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 设定 化学成分得到更高的马氏体形成温度 1.2 降低 C 含量 1.3 降低元素的分离量 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 增加基础元素，补偿石墨衰退元素 1.7 降低低温共晶 基础元素 的数量 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 钢的力学性能 1.3 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（导致局部应力高） *在同一铸件中的厚壁和薄壁截面（不同截面冷却能力不同，产生热节） *热节（包括冒口） *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 /砂芯 材 料 强度（特别是陶瓷芯） 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 分解 性能的 铸型 材料 解决措施（弊） 2.1 金属 液 -铸型之间 反应的风险 2.2 金属耗尽的风险 2.3 铸件尺寸变形 或 增大的风险 3、 铸型 原因 *铸型材料强度过高 （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 解决措施（利） 3.1 保证设计的截面正确、光滑连接 3.2 避免截面尺寸 较大 差异 3.3 使用 补贴、冷铁进行均匀 冷却 3.4 避免大冒口 3.5 避免热 节 3.6 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、渣、渣滓（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。 *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 避免分型线和砂芯 -铸型连接处形成飞翅 4.6 保证铸件表面光滑平整 4.7 打箱后去除应力 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 增加 模样 和 铸型 的成本 5、 其它操作 原因 *奥氏体化温度过高的热处理 *热处理：温度过高 ，时间 太长 *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 … *负压清理、打磨 *加工 … 5.1 避免过高的奥氏体化温度 5.2 避免太久 放置在 在高温（ 大于铁素体全部转为奥氏体的温度 ） 下 5.3 确保 打箱时 机械震动，振动和 局部 打击 少 解决措施（利） 5.4 保证铸件的正确运输 5.5 保证铸件不 被击打 和掉落 5.6 设置 正确 的抛丸，避免旋转滚 动抛丸 5.7 去除冒口 、 浇注系统 以及 无敲击或气割的 飞翅 5.8 避免 高压下 打磨 铸件 5.9 避免 高压下 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合适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 购买有合格证书的热电偶 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