Ao fundir a produção, a incidência de cavidades de encolhimento e defeitos de porosidade nos componentes de aço fundido é significativamente maior do que nos componentes de ferro fundido -, a diferença central está na "compensação de remanculo com grafite": o ferro fundido tem um alto teor de carbono e durante a solidificação, a expansão da grafitização pode encher os taços do encaixe; No entanto, o aço fundido possui um baixo teor de carbono e praticamente nenhuma compensação de retração de grafite, levando ao encolhimento líquido, além de solidificação de encolhimento, muitas vezes excedendo o encolhimento sólido, resultando em cavidades e porosidade de encolhimento.
1.Causes de cáries e porosidade de encolhimento
Causa fundamental: o resultado inevitável de discrepâncias de encolhimento
Durante a solidificação dos componentes de aço fundido, a soma do encolhimento do líquido (redução de volume devido à diminuição da temperatura) e a solidificação do encolhimento (redução de volume do estado líquido para o sólido) geralmente excedem o encolhimento sólido (redução do volume devido ao resfriamento de estado sólido) - essa "diferença de shinkage" é uma característica inerente de componentes de aço fundido.
Cavidades de encolhimento: "funil - vazios em forma" durante a solidificação
Através da decomposição do processo de solidificação, a formação de cavidades de encolhimento pode ser dividida em três etapas:
Fase de alimentação: Após o derramamento, à medida que a temperatura do líquido de aço diminui, se o corredor interno não tiver solidificado, a fundição pode continuar sendo alimentada com líquido de aço do corredor, mantendo a cavidade do molde continuamente preenchida com líquido.
Fechamento da concha dura: quando o líquido de aço na parede do molde esfria na linha Liquidus, uma concha dura se forma na superfície; Se o corredor interno solidificar nesse ponto, o líquido de aço dentro da concha dura está "preso".
Formação da cavidade queda e encolhimento no nível do líquido: Durante o resfriamento subsequente, o líquido de aço continua diminuindo devido à contração e solidificação líquida, enquanto a sólida contração da concha dura não pode compensar isso. Sob a influência da gravidade, o nível do líquido cai, separando -se do topo da concha dura, formando um funil - em forma de cavidade de encolhimento (a concha dura no topo também pode se deformar devido à pressão atmosférica).
Porosidade de encolhimento: "poros pequenos" na última zona de solidificação
A porosidade do encolhimento se origina de "o líquido de aço na última zona de solidificação que está sendo dividida em pequenas piscinas de fusão por dendritos":
Durante o estágio tardio de solidificação da fundição, o gradiente de temperatura na última zona de solidificação é pequeno e os grãos do líquido de aço crescem de maneira síncrona, dividindo o líquido de aço restante em pequenos pools de fusão isolados. Essas piscinas de fusão não podem ser compensadas durante o resfriamento e a solidificação, resultando em vários poros pequenos.
Com base na distribuição, a porosidade de encolhimento é classificada em três tipos:
Porosidade de encolhimento difuso: os poros finos são distribuídos uniformemente, comumente encontrados em seções grossas e grandes com uma ampla faixa de temperatura de cristalização (por exemplo, a região central dos grandes componentes de aço fundido);
Porosidade de encolhimento axial: concentrado ao longo do eixo central da placa - em forma de peças fundidas/colunares;
Porosidade de encolhimento localizada: formas em regiões grossas localizadas (por exemplo, portões ou cavidades de encolhimento).
A "relação de conversão" entre cavidades de encolhimento e porosidade de encolhimento
Para componentes de aço fundido com composições específicas, o volume total de cavidades de encolhimento e porosidade de encolhimento é essencialmente fixo - mais cavidades de encolhimento significam menos porosidade de encolhimento e vice -versa. No entanto, é mais provável que a porosidade de encolhimento se forme nos espaços intersticiais dos dendritos na zona de solidificação final (devido ao bloqueio dos canais de encolhimento por grãos).
2. Estratégias de escore para prevenir cavidades de encolhimento e porosidade de encolhimento:
Converta "porosidade de encolhimento dispersa" em "cavidades concentradas de encolhimento", e elimine -as por meio de risers!
A idéia central é "controlar a sequência de solidificação e estabelecer canais de compensação de encolhimento eficientes": permitir que o elenco solidifique primeiro de áreas distantes do riser, com o riser solidificando o último, compensando continuamente as cavidades de encolhimento na fundição e, finalmente, "transferindo" as cavidades do riser para a remoção.
Estratégia 1: Projete um processo de derramamento de "solidificação seqüencial"
Posição do corredor interno: localizado na parte mais grossa da fundição, com o corredor conectado ao fundamento através do riser (garantindo que o riser seja o primeiro a compensar o encolhimento);
Parâmetros de vazamento: reduza a temperatura de vazamento e a velocidade de vazamento lenta (para minimizar o encolhimento e a solidificação do líquido), garantindo o enchimento adequado.
Estratégia 2: Utilize o "triângulo de ferro" de risers, blocos frios e risers suplementares
Os três trabalham juntos para orientar a direção da solidificação e estender a distância de compensação de encolhimento:
Riser: a posição deve ser precisa (para compensar a última zona solidificadora) e o volume deve ser suficiente (para armazenar aço fundido para compensação de encolhimento);
Ferro frio: colocado nas áreas de paredes finas - da fundição para acelerar a solidificação local e a solidificação "guia" em direção ao riser;
Riser: adicione uma "seção de transição" na zona de transição entre paredes finas e grossas da fundição para estender o canal riser, permitindo que o alcance do riser do riser cubra uma distância maior.
Estratégia 3: Design de riser aprimorado para peças fundidas especiais
Para complexos ou grandes componentes de aço fundidos -, o design do riser deve ser atualizado:
Riser isolado: use materiais isolantes para desacelerar a solidificação do riser e estender o tempo de riser;
Riser de pressão atmosférica: Utilize a pressão atmosférica para ajudar a compensação de retração do riser (compensar a contração do líquido de aço);
POST - Despeje o riser: suplementar o riser com líquido de aço/calor após derramar para atrasar a solidificação do riser.
A essência das cavidades de encolhimento e porosidade nos componentes de aço fundido é "diferença de encolhimento" + "compensação insuficiente de encolhimento". A chave para a prevenção reside em "controlar ativamente a sequência de solidificação": coordenando processos de vazamento, risers/ferros frios/materiais suplementares, transformam a porosidade dispersa em cavidades de encolhimento concentradas e, em seguida, permitem que o riser "consuma" as cavidades de encolhimento -}}