Nella produzione di fusione, l'incidenza delle cavità di restringimento e dei difetti della porosità nei componenti in acciaio fuso è significativamente più alta rispetto ai componenti in ghisa - La differenza fondamentale sta nella "compensazione del restringimento della grafite": il ghisa ha un alto contenuto di carbonio e durante la solidificazione, l'espansione della grafitizzazione può riempire i voti di rimprigion; Tuttavia, l'acciaio fuso ha un basso contenuto di carbonio e praticamente nessuna compensazione di restringimento della grafite, portando a restringimento liquido più il restringimento della solidificazione spesso superando il restringimento solido, con conseguente inoltre in cavità di restringimento e porosità.
1.Caus di cavità di restringimento e porosità
Causa fondamentale: l'inevitabile risultato delle discrepanze di restringimento
Durante la solidificazione dei componenti in acciaio fuso, la somma del restringimento del liquido (riduzione del volume dovuta alla diminuzione della temperatura) e il restringimento della solidificazione (riduzione del volume dal liquido a stato solido) spesso supera il solido restringimento (riduzione del volume dovuta al raffreddamento a stato solido) - questa "differenza di restringimento" è una caratteristica erenta di componenti in acciaio del cast e la causa della caduta di shrinkage e
Cavità di restringimento: "Funnel - vuoti a forma di solidificazione
Attraverso la decomposizione del processo di solidificazione, la formazione di cavità di restringimento può essere divisa in tre fasi:
Fase di alimentazione: dopo aver versato, quando la temperatura del liquido in acciaio diminuisce, se il corridore interno non si è consolidata, la fusione può continuare ad essere alimentata con liquido in acciaio dal corridore, mantenendo la cavità dello stampo continuamente riempita con liquido.
Chiusura a guscio duro: quando il liquido in acciaio sulla parete dello stampo si raffredda alla linea Liquidus, si forma un guscio duro sulla superficie; Se il corridore interno si solidifica a questo punto, il liquido in acciaio all'interno del guscio duro è "intrappolato".
Formazione della cavità del livello di liquido e di restringimento: durante il successivo raffreddamento, il liquido in acciaio continua a ridursi a causa della contrazione del liquido e della contrazione di solidificazione, mentre la solida contrazione del guscio duro non può compensare questo. Sotto l'influenza della gravità, il livello del liquido scende, separando dalla parte superiore del guscio duro, formando infine un imbuto - cavità di restringimento a forma di (il guscio duro nella parte superiore può anche deformarsi a causa della pressione atmosferica).
Porosità di restringimento: "piccoli pori" nell'ultima zona di solidificazione
La porosità di restringimento proviene dal "liquido in acciaio nell'ultima zona di solidificazione divisa in piccole piscine di fusione dai dendriti":
Durante la fase di solidificazione tardiva della fusione, il gradiente di temperatura nell'ultima zona di solidificazione è piccolo e i grani del liquido in acciaio crescono in modo sincrono, dividendo il liquido in acciaio rimanente in piccole pozze di fusione isolata. Queste piscine di fusione non possono essere compensate durante il raffreddamento e la solidificazione, causando numerosi piccoli pori.
Sulla base della distribuzione, la porosità del restringimento è classificata in tre tipi:
Porosità di restringimento diffusa: i pori fine sono distribuiti uniformemente, comunemente trovati in sezioni spesse e grandi con un ampio intervallo di temperatura di cristallizzazione (ad es. La regione centrale di grandi componenti in acciaio fuso);
Porosità di restringimento assiale: concentrato lungo l'asse centrale della piastra - a forma di getti a forma di colonnare;
Porosità di restringimento localizzato: forme in regioni spesse localizzate (ad es. Vicino alle porte o cavità di restringimento).
La "relazione di conversione" tra cavità di restringimento e porosità del restringimento
Per i componenti in acciaio fuso con composizioni specifiche, il volume totale delle cavità di restringimento e la porosità del restringimento è essenzialmente fissata - più cavità di restringimento significano meno porosità di restringimento e viceversa. Tuttavia, è più probabile che la porosità del restringimento si formi negli spazi interstiziali dei dendriti nella zona di solidificazione finale (a causa del blocco dei canali di restringimento da parte dei grani).
2.Core Strategie per prevenire le cavità di restringimento e la porosità del restringimento:
Converti "Porosità di restringimento dispersa" in "Cavità di restringimento concentrate", quindi eliminarle tramite riser!
L'idea di base è quella di "controllare la sequenza di solidificazione e stabilire efficienti canali di compensazione del restringimento": consentire al casting di solidificarsi prima da aree lontane dal riser, con l'ultima consolidamento del riser, compensando continuamente per il restringimento nel casting e, in definitiva, "trasferendo" cavità di restringimento "sul riser per la rimozione.
Strategia 1: progettare un processo di versamento di "solidificazione sequenziale"
Posizione del corridore interno: situata nella parte più spessa del casting, con il corridore collegato al casting tramite il riser (garantendo che il montante sia il primo a compensare il restringimento);
Parametri di versamento: ridurre la temperatura di versamento e una velocità di versamento lento (per ridurre al minimo il restringimento del liquido e il restringimento della solidificazione) garantendo al contempo il ripieno adeguato.
Strategia 2: utilizzare il "triangolo di ferro" di riser, blocchi freddo e riser supplementari
I tre lavorano insieme per guidare la direzione di solidificazione ed estendere la distanza di compensazione del restringimento:
Riser: la posizione deve essere precisa (per compensare l'ultima zona di solidificazione) e il volume deve essere sufficiente (per conservare l'acciaio fuso per la compensazione del restringimento);
Iron freddo: posizionati alle sottili aree murate della fusione - per accelerare la solidificazione locale e la solidificazione "guida" verso il riser;
Riser: Aggiungi una "sezione di transizione" nella zona di transizione tra pareti sottili e spesse della fusione per estendere il canale del riser, consentendo alla gamma del riser di coprire una distanza maggiore.
Strategia 3: progettazione di riser migliorata per getti speciali
Per componenti in acciaio fuso complessi o grandi -, il design del riser deve essere aggiornato:
Riser isolato: utilizzare materiali isolanti per rallentare la solidificazione del riser ed estendere il tempo di riser;
Riser di pressione atmosferica: utilizzare la pressione atmosferica per assistere la compensazione del rimpiansa del riser (compensare la contrazione del liquido in acciaio);
Post - Pors Riser: integrare il riser con liquido/calore in acciaio dopo aver versato per ritardare la solidificazione del riser.
L'essenza delle cavità di restringimento e della porosità nei componenti in acciaio fuso è la "differenza di restringimento" + "compensazione insufficiente di restringimento". La chiave per la prevenzione sta nel "controllare attivamente la sequenza di solidificazione": coordinando processi di versamento, riser/ferri freddi/materiali supplementari, trasformare la porosità dispersa in cavità di restringimento concentrato, quindi consentire al riser di "consumare" le cavità di restringimento - raggiungendo una componente di acciaio in definitiva.