Unebene chemische Zusammensetzung
Zusammensetzungssegregation: Während des Gussprozesses ist die Komplexität des Verfestigungsprozesses aufgrund der Trennung der chemischen Zusammensetzung in der Gießung anfällig. Die Phasenänderungstemperatur- und Phasenänderungsprodukte von Legierungen in verschiedenen chemischen Zusammensetzungsbereichen sind unterschiedlich, und die Volumenänderung während der Phasenänderung ist ebenfalls unterschiedlich. Dieser Unterschied verursacht Phasenänderungsstress zwischen verschiedenen Teilen.
Einfluss von Verunreinigungselementen: Das Vorhandensein von Verunreinigungselementen verändert die Phasenänderungseigenschaften der Legierung. Verunreinigungen können den Phasenveränderungsprozess behindern oder fördern, was zu unterschiedlichen Phasenänderungsverhalten in verschiedenen Teilen der Legierung führt, wodurch Phasenveränderungsstress erzeugt wird.
Einfluss des Casting -Phasenveränderungsstress auf die Gießqualität
Was zu einer verringerten dimensionalen Genauigkeit führt
Phasenänderungsspannung führt zu ungleichmäßigen Volumenänderungen im Guss während des Phasenänderungsprozesses, was zu Änderungen der Gesamt- oder lokalen Dimensionen der Guss- und Dimensionsabweichungen führt. Beispielsweise können in einigen Präzisionsgussteilen die durch Phasenänderungsspannungen verursachten dimensionalen Änderungen dazu führen, dass die Teile die Montageanforderungen nicht erfüllen und die Schrottrate erhöhen.
Verursacht das Knacken von Gussteilen
Wenn die Phasenänderungsspannung die Festigkeitsgrenze des Gussmaterials bei der entsprechenden Temperatur überschreitet, werden Risse im Gießen angezeigt. Die Erzeugung von Rissen führt nicht nur zu Mängel im Erscheinungsbild des Gießens, sondern auch ernsthafter, sondern auch die mechanischen Eigenschaften und das Lebensdauer des Gießens erheblich, was es dem Guss leicht macht, vom Riss aus dem Riss zu brechen, wenn es unter Last steht, was zum Ausfall der gesamten Komponente führt.
Verursacht eine ungleiche Organisation
Phasenänderungsstress wirkt sich auf die organisatorische Transformation im Casting aus, wodurch die metallographische Organisation verschiedener Teile des Castings ungleichmäßig ist. Beispielsweise kann in einigen Legierungsstahlgüssen in einigen Bereichen grobe Körner bilden, während in anderen Bereichen feine Körner gebildet werden. Verschiedene Korngrößen und organisatorische Morphologien werden die mechanischen Eigenschaften des anisotropen Gusss machen und die umfassende Leistung des Castings verringern.
Erzeugt Reststress
Wenn die Phasenänderungsspannung nach dem Abkühlen des Gusss nicht vollständig freigesetzt wird, wird sie beim Gießen in Form von Restspannung vorhanden. Die Restspannung führt dazu, dass das Gießen dimensional instabil ist, da die Spannungsumverteilung während der anschließenden Verarbeitung und Verwendung der Genauigkeitsbehebung von Teilen beeinflusst wird. Darüber hinaus wird der Reststress bei Arbeitsstress überlagert, wodurch die Ermüdungsfestigkeit und die Stresskorrosionsbeständigkeit des Gießens reduziert werden, wodurch das Gießen während des Gebrauchs anfälliger für Ermüdungsrisse und Stresskorrosionsrisse wird.
Gießen Sie Schrumpfstress
Ursachen für Schrumpfstress in Gussteilen
Flüssiger Metallschrumpfung
Volumenänderung: Während des Kühlprozesses von Gießentemperatur bis zur Erstfestungstemperatur schrumpft flüssiges Metall in flüssiger Form und das Volumen nimmt allmählich ab. Wenn flüssiges Metall fließt und die Form ausfüllt, wenn sie durch die Form, den Kern usw. eingeschränkt wird und nicht frei schrumpfen kann, wird die Spannung im flüssigen Metall erzeugt.
Füllverfahren: Während des Füllprozesses gibt es Reibung zwischen dem flüssigen Metall und der Formwand sowie dem Durchflusswiderstand des flüssigen Metalls im Schimmelpilzhohlraum, wodurch die freie Schrumpfung des flüssigen Metalls behindert wird, wodurch eine Schrumpfspannung erzeugt wird.
Verfestigung Schrumpfung
Schrumpfung der Phasenänderung: Wenn sich das Metall verfestigt, wechselt es von Flüssigkeit zu fest und Volumenschrumpfung. Wenn das reine Metall beispielsweise festigt, wird die Bildung der Kristallstruktur die Atome enger angeordnet, was zu einer Abnahme des Volumens führt. Wenn sich Legierungen verfestigen, ist der Schrumpfung aufgrund des Übergangs mehrerer Phasen komplizierter. Wenn die Schrumpfung behindert wird, wird Stress erzeugt.
Verfestigung der Reihenfolge: Für Gussteile mit komplexen Formen und ungleichmäßige Wandstärke ist die Verfestigung der Reihenfolge verschiedener Teile unterschiedlich. Der Teil, der zuerst verfestigt wird, behindert die Schrumpfung des Teils, der sich später verfestigt, und der Teil, der später verfestigt wird, erzeugt eine Zugspannung auf dem Teil, der beim Schrumpfen zuerst festigt und dadurch Schrumpfspannung bildet.
Festkörperschrumpfung
Wärmeausdehnung und -kontraktion: Nachdem sich das Gießen verfestigt, schrumpft das feste Metall aufgrund des Prinzips der thermischen Expansion und Kontraktion, da es sich weiterhin bis zur Raumtemperatur abkühlt. Zu diesem Zeitpunkt hat das Casting bereits eine gewisse Stärke und Starrheit. Wenn die Schrumpfung durch die Form, den Kern, die Struktur des Gießens selbst oder andere externe Faktoren eingeschränkt wird, wird eine Schrumpfspannung erzeugt.
Strukturbeschränkungen: Das strukturelle Design des Gusss wirkt sich auf die Festkörperschrumpfung aus. Zum Beispiel sind Gussteile mit komplexen Strukturen wie solchen mit verstärkenden Rippen, Bossen usw. gegenseitig eingeschränkt und können während der Festkörperkontraktion nicht frei schrumpfen, was zu großer Schrumpfspannung führt.
Einfluss von Formen und Kernen
Schlechte Ertragbarkeit: Die Ertragbarkeit von Formen und Kernen bezieht sich auf ihre Fähigkeit, sich zu verformen, wenn das Guss schrumpft, wodurch die Fähigkeit verringert wird, die Schrumpfung des Gießens zu behindern. Wenn die Ertragbarkeit von Form und Kern nicht gut ist, z. B. die Verwendung eines Materials mit größerer Starrheit oder zu hoher Kompaktheit, behindert sie die Schrumpfung des Gießens ernsthaft, was zu einer erhöhten Schrumpfung von Schrumpfung führt.
Restwiderstand: Während des Abkühlungsprozesses des Gießens kann die Haftung oder Reibung zwischen Form und Kern und Guss auftreten, was den Widerstand gegen das Schrumpfung des Gießens erhöht und Schrumpfspannung erzeugt.
Einfluss von Schrumpfstress von Gussteilen auf die Gussqualität:
Dimensionale Abweichung verursachen
Schrumpfspannung führt zu einer ungleichmäßigen Schrumpfung des Gießens während des Kühlprozesses, was zu einer Abweichung zwischen der Größe des Gießens und der Entwurfsgröße führt. Bei Gussteilen mit hohen Präzisionsanforderungen wie Flugzeugmotorblättern kann die dimensionale Abweichung dazu führen, dass die Teile die Montageanforderungen nicht erfüllen und die Leistung der gesamten Geräte beeinflussen.
Gussteile mit komplexen Formen haben unterschiedliche Schrumpfspannungen in verschiedenen Teilen, was dazu führt, dass das Gießen verdreht und verformt und die dimensionale Abweichung weiter erhöht.
Besetzung knacken
Wenn die Schrumpfspannung die Festigkeitsgrenze des Gussmaterials überschreitet, knackt das Guss. Mikrorisse werden zu einer Quelle für die Spannungskonzentration, erweitern sich in der späteren Verwendung allmählich und verringern die Lagerkapazität des Gießens.
Oberflächenrisse beeinflussen die Erscheinungsqualität des Gießens, während innere Risse schwer zu erkennen sind und während des Gebrauchs plötzlich Bruch verursachen, was zu schwerwiegenden Folgen führt. Beispielsweise können Risse im Zylinderblock eines Automotors einen Motorausfall verursachen.