簡述丨鑄鋼件裂紋之熱裂紋
作者： 添加日期：2019-03-18 查看次數：
在鑄鋼件生產中，裂紋是一種極易產生的鑄造結構，鑄鋼件裂紋又分為熱裂紋和冷裂紋。據相關數據顯示，由于熱裂紋造成的廢品約占廢品總數的20%以上，由此可見，熟知熱裂紋產生的機理原因與預防方法，是非常重要的。
什么是熱裂?
裂紋外形彎彎曲曲，斷口很不規則 呈藕斷絲連狀，而且表面較寬，越到里面越窄，屬熱裂。其機理是：鋼水注入型腔后開始冷凝，當結晶骨架已經形成并開始線收縮后.由于此時內部鋼水并未完成凝固成固態 使收縮受阻，鑄件中就會產生應力或塑性變形.當它們超過在此高溫下的材質強度*時，鑄件就會開裂。
熱裂紋的形貌和特征
熱裂紋是鑄件在凝固末期或凝固后不久尚處于強度和塑性很低狀態下，因鑄件固態收縮受阻而引起的裂紋。熱裂紋是鑄鋼件、可鍛鑄鐵件和某些輕合金鑄件生產中常見的鑄造缺陷之一。熱裂紋在晶界萌生并沿晶界擴展，其形狀粗細不均，曲折而不規則。裂紋的表面呈氧化色，無金屬光澤。鑄鋼件裂紋表面近似黑色，而鋁合金則呈暗灰色。外裂紋肉眼可見，可根據外形和斷口特征與冷裂區分。
熱裂紋又可分為外裂紋和內裂紋。在鑄件表面可以看到的熱裂紋稱為外裂紋。外裂紋常產生在鑄件的拐角處、截面厚度急劇變化處或局部疑固緩慢處、容易產生應力集中的地方。其特征是表面寬內部窄，呈撕裂狀。有時斷口會貫穿整個鑄件斷面。熱裂紋的另一特征是裂紋沿晶粒邊界分布。內裂紋一般發生在鑄件內部*后凝固的部位裂紋形狀很不規則，斷面常伴有樹枝晶，通常情況下，內裂紋不會延伸到鑄件表面。
熱裂紋形成的原因
形成熱裂紋的理論原因和實際原因很多，但根本原因是鑄件的凝固方式和凝固時期鑄件的熱應力和收縮應力。
液體金屬澆入到鑄型后，熱量散失主要是通過型壁，所以，凝固總是從鑄件表面開始。當凝固后期出現大量的枝晶并搭接成完整的骨架時，固態收縮開始產生。但此時枝晶之間還存在一層尚未凝固舶液體金屬薄膜(液膜)，如果鑄件收縮不受任何阻礙，那么枝晶骨架可以自由收縮，不受力的作用。當枝晶骨架的收縮受到砂型或砂芯等的阻礙時，不能自由收縮就會產生拉應力。當拉應力超過其材料強度*時，枝晶之間就會產生開裂。如果枝晶骨架被拉開的速度很慢，而且被拉開部分周圍有足夠的金屬液及時流入拉裂處并補充，那么鑄件不會產生熱裂紋。相反，如果開裂處得不到金屬液的補充，鑄件就會出現熱裂紋。
熱裂紋產生的原因體現在工藝和鑄件結構方面其中有：鑄件壁厚不均勻，內角太小;搭接部位分叉太多，鑄件外框、肋板等阻礙鑄件正常收縮;澆冒口系統阻礙鑄件正常收縮，如澆冒口靠近箱帶或澆冒口之間型砂強度很高，限制了鑄件的自由收縮;冒口太小或太大;合金線收縮率太大;合金中低熔點相形成元素超標，鑄鋼鑄鐵中硫、磷含量高;鑄件開箱落砂過早，冷卻過快。
熱裂紋預防措施
(1)、改善鑄件結構
壁厚力求均勻，轉角處應作出過渡圓角，減少應力集中現象。輪類鑄件的輪輻必要時可做成彎曲狀。
(2)、提高合金材料的熔煉質量
采用精煉和除氣工藝去除金屬液中的氧化夾雜和氣體等。控制有害雜質的含量，采用合理的熔煉工藝，防止產生冷裂紋。
(3)、采用正確的鑄造工藝措施
使鑄件實現同時凝固 不僅有利于防止熱裂紋，也有助于防止冷裂紋。合理設置澆冒口的位置和尺寸，使鑄件各部分的冷卻速度盡量均勻一致，減少冷裂紋傾向。
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