4502-冷却转化过程中的冷裂.docx

冷却转化过程中的冷裂 工艺基础信息（材质、铸型、熔炼 … ） 1、适用于碳钢、低合金钢、中度合金钢、高合金钢、铬钢、锰钢、其它合金钢、灰铁、球铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、灰铁合金、等温淬火 球铁、 Ni 合金球铁、 Si 合金球铁、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），也称为淬火裂纹。有时，特别是对于厚 大 截面和 铸件末端 ，铸件可能断裂。 它可以是裂纹的一小部分，接触表面的部分被氧化，这表明确实 有 一个小的现有裂纹在该位置引发淬火裂纹。 当马氏体组织（冶金结构转变）形成时（有时是贝氏体）并出现在锋利的边缘连接或接近其它应力升高的 细微结构处 。也可以是由于热处理温度不适当或温度 保持 时间太短而出现的几种显微组织（奥氏体、贝氏体、马氏体）。 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 4201 是类似的缺陷，但是它们在非常低的温度下 才形成 ，在浇注和冷却到室温后检测，并且没有氧化裂纹壁。 缺陷 4503 是相似的，但它发生在非马氏体结构材料中。 缺陷照片 钢中的淬火裂纹 原因 及其解决措施 1、 铸件 及其化学成分 原因 *太低的 马氏体转变起始 温度（低温转化将具有较高的相变应力） *由于化学 成分导致 太低 共析铁素体转化为奥氏体的 温度 *大量的碳化物促进元素的存在 *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 *CCT 图具有不正确的珠光体 突起 （要求 快速 淬火） *铸态非常不均匀（晶粒尺寸、结构 …） 解决措施（利） 1.1 设定更高 马氏体 温度的化学 成分 （在允许的化学 成分 限度内） 1.2 计算 正确 的 Ac3 温度 ，通过热处理达到该温度值 1.3 降低碳化物促进元素的 含 量 1.4 降低石墨 衰退 元素的 含 量 1.5 增加元素补偿石墨衰退元素 1.6 降低低温共晶 基础元素 的数量 1.7 根据 CCT 图调整化学 成分 ，允许更慢的冷却 1.8 调节 浇注后的冷却 速度 ，使铸态更加均匀 解决措施（弊） 1.1 提高金属 液 成本 1.2 需要用实际化学 成分 计算（可用的时间 短 ） 2、 铸件形状 原因 *薄壁芯盒，圆柱形、球形铸件 *复杂形状：连接薄厚壁截面连接没有光滑过渡（ 金属液流速突然变化 导致局部应力高） *同一铸件中的薄厚壁截面 ，金属液运送到不同截面的时间不同 *存在应力升高的细微结构（洞，尖角……） *飞翅的存在 解决措施（利） 2.1 避免薄壁 箱体式 、圆柱型和球型铸件形状 2.2 保证设计 的 截面 光滑 连接的正确 2.3 避免截面 之间 尺寸差异 大 2.4 使用 补贴、冷铁 进行均质冷却 2.5 避免 细微结构处应力增加 2.6 避免形成 飞边 ，如果形成，在热处理之前将其去除。 解决措施（弊） 2.1 铸件重量增加 2.2 增加 缩松 缺陷（热 节 ）的风险 2.3 增加模 样 和 铸型 的成本 2.4 需要与客户紧密合作 3、 热处理 原因 *与 共析铁素体转化为奥氏体 温度相比， 热 处理温度过高 *热 处理温度太长（与截面厚度相比） *不正确的热处理时间和温度 *冷却速率过高（ 剧烈 淬火） *不正确的 连接热处理炉和淬火槽（不受控的转换） 解决措施（利） 3.1 根据 Ac3 温度（ +30-50°C）选择热处理温度。 3.2 根据温度和截面厚度和铸态组织选择 热处理 时间。 3.3 选择最佳 的热处理温度和时间组合 3.4 避免高冷却速率 3.5 选择淬火介质，避免冷却，避免珠光体形成 3.6 控制铸件从热处理炉移动到淬火槽的温度 3.7 如果可能的话避免热处理（铸铁在铸态下 就可以用 ） 解决措施（弊） 3.1 需要 丰富知识 和经验 3.2 提高热处理成本 3.3 需要 资金投入 3.4 需要与客户紧密合作 4、 铸件质量 原因 *存在夹杂物，如砂、渣、渣滓（气体夹杂是相 对危害小 ），特别是当它们位于或接触铸件表面时。 *缩松 的存在 *共晶的存在 *被氧化的表面层 *具有 衰退 石墨（铁）的表面层 *在表面 清理铸件，割除冒口 *小 的 表面裂纹 *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 -铸型连接处的飞边 4.6 避免形成共晶，特别是厚壁铸件。 4.7 使用中性还原气氛的加热炉 4.5 避免 铸铁中 具有 衰退 石墨的表面层 4.9 保证铸件表面光滑平整 4.10 避免 铸件清理、切割冒口时切除表面 4.11 在热处理前通过磨削去除小 的 表面裂纹 解决措施（弊） 4.1 降低铸件 出品率 4.2 提高铸造成本（过滤 网 ，更高的 铸件 质量水平 ……） 4.3 增加模 型 和 铸型 的成本 5、 测试设备没有正确校准或者测试不准确 原因 测试设备没有正确校准或者测试不准确 解决措施（利） 5.1 核实 使用过的设备 5.2 培训操作 者 ，特别是测试人员 5.3 购买正确工作和功能 合适 的光谱仪和热分析设备 5.4 保证使用 校准过的 光谱仪 测试样品 5.5 购买 带有合格证书的 热电偶 5.6 设备的总体维护 ， 设置维护计划 解决措施（弊） 5.1 需要时间和 资金投入 6、 操作者的错误操作 原因 操作者的错误操作 解决措施（利） 6.1 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 6.2 建立作业指导书并培训操作者用光谱仪正确测试样品 6.3 由设备自动提供生产结果（不需操作员计算或干扰） 6.4 测试后自动提供打印结果 6.5 设置指令，如果元素含量太高，就要控制 6.6 提供正确的称重设备用于合金化和熔化过程中的成分修改 6.7 提供关于热处理的培训 解决措施（弊） 6.1 需要资金投入到培训 6.2 需要操作员培训、认证、经验、时间