Composição química irregular
Segregação de composição: Durante o processo de fundição, devido à complexidade do processo de solidificação, a segregação da composição química é propensa a ocorrer na fundição. A temperatura da mudança de fase e os produtos de mudança de fase de ligas em diferentes áreas de composição química são diferentes, e a mudança de volume durante a mudança de fase também é diferente. Essa diferença causa o estresse da mudança de fase entre diferentes partes.
Influência dos elementos de impureza: a presença de elementos de impureza mudará as características da mudança de fase da liga. As impurezas podem prejudicar ou promover o processo de mudança de fase, causando diferentes comportamentos de mudança de fase em diferentes partes da liga, gerando assim o estresse de mudança de fase.
Influência da fase de fundição, estresse na qualidade da fundição
Levando a uma precisão dimensional reduzida
O estresse da mudança de fase causará alterações desiguais de volume na fundição durante o processo de mudança de fase, resultando em alterações nas dimensões gerais ou locais do elenco e desvios dimensionais. Por exemplo, em algumas peças fundidas de precisão, as alterações dimensionais causadas pelo estresse de mudança de fase podem tornar as peças incapazes de atender aos requisitos de montagem e aumentar a taxa de sucata.
Causa quebra de peças fundidas
Quando a tensão de mudança de fase excede o limite de força do material de fundição na temperatura correspondente, as rachaduras aparecerão na fundição. A geração de rachaduras não apenas causará defeitos na aparência do elenco, mas, mais seriamente, isso reduzirá bastante as propriedades mecânicas e a vida útil do elenco, facilitando a partida da fenda quando estiver sob carga, resultando em falha de todo o componente.
Causa organização desigual
O estresse da mudança de fase afeta a transformação organizacional dentro do elenco, tornando a organização metalográfica de várias partes do elenco irregular. Por exemplo, em algumas peças fundidas de aço de liga, o estresse de mudança de fase pode fazer com que os grãos grossos se formem em algumas áreas, enquanto os grãos finos são formados em outras áreas. Diferentes tamanhos de grãos e morfologias organizacionais tornarão as propriedades mecânicas do elenco anisotrópico, reduzindo o desempenho abrangente do elenco.
Gera estresse residual
Se o estresse da mudança de fase não for completamente liberado após o resfriamento da fundição, ela existirá no elenco na forma de estresse residual. O estresse residual fará com que a fundição seja dimensionalmente instável devido à redistribuição do estresse durante o processamento e o uso subsequentes, afetando a retenção de precisão das peças. Além disso, o estresse residual também será sobreposto ao estresse de trabalho, reduzindo a resistência à fadiga e a resistência à corrosão do estresse da fundição, tornando o elenco mais propenso a rachaduras na fadiga e rachaduras na corrosão do estresse durante o uso.
Estresse de retração por fundição
Causas de estresse de encolhimento nas peças fundidas
Encolhimento de metal líquido
Alteração do volume: Durante o processo de resfriamento, desde a temperatura de vazamento até a temperatura de solidificação, o metal líquido diminui em forma de líquido e o volume diminuirá gradualmente. Quando o metal líquido flui e preenche o molde, se for restrito pelo molde, núcleo etc. e não puder encolher livremente, o estresse será gerado dentro do metal líquido.
Processo de enchimento: Durante o processo de enchimento, há atrito entre o metal líquido e a parede do molde, bem como a resistência ao fluxo do metal líquido na cavidade do molde, o que impedirá o encolhimento livre do metal líquido, gerando tensão de encolhimento.
Solidificação encolhimento
O encolhimento da mudança de fase: quando o metal solidifica, ele muda de líquido para sólido e ocorrência de volume ocorrerá. Por exemplo, quando o metal puro solidifica, a formação da estrutura cristalina tornará os átomos mais próximos, resultando em uma diminuição no volume. Quando as ligas se solidificam, o encolhimento é mais complicado devido à transição de várias fases. Se o encolhimento for prejudicado, o estresse será gerado.
Ordem de solidificação: Para peças fundidas com formas complexas e espessura desigual da parede, a ordem de solidificação de diferentes partes é diferente. A parte que solidifica primeiro impedirá o encolhimento da parte que se solidifica mais tarde, e a parte que solidifica posteriormente gerará tensão de tração na parte que solidifica primeiro ao encolher, formando o estresse de encolhimento.
Encolhimento de estado sólido
Expansão e contração térmica: Após a fundição solidifica, pois continua a esfriar até a temperatura ambiente, o metal sólido diminui devido ao princípio da expansão e contração térmica. Nesse ponto, o elenco já tem uma certa força e rigidez. Se o encolhimento for restringido pelo molde, núcleo, estrutura da fundição em si ou outros fatores externos, o estresse de encolhimento será gerado.
Restrições estruturais: O projeto estrutural da fundição afetará seu encolhimento de estado sólido. Por exemplo, as peças fundidas com estruturas complexas, como aquelas com costelas de reforço, chefes etc., são mutuamente restritas e não podem encolher livremente durante a contração de estado sólido, o que produzirá grande estresse de encolhimento.
Influência de moldes e núcleos
Má de baixa produtividade: a produtividade de moldes e núcleos refere -se à sua capacidade de se deformar à medida que a fundição diminui, reduzindo assim a capacidade de impedir o encolhimento da fundição. Se a produtividade do molde e do núcleo não for boa, como o uso de um material com maior rigidez ou uma compactação muito alta, ele dificultará seriamente o encolhimento da fundição, resultando em maior estresse de encolhimento.
Resistência residual: durante o processo de resfriamento da fundição, adesão ou atrito entre o molde e o núcleo e a fundição, o que aumentará a resistência ao encolhimento da fundição e gerará estresse de encolhimento.
Impacto do estresse de encolhimento das peças fundidas na qualidade do elenco:
Causar desvio dimensional
O estresse de retração causará encolhimento desigual da fundição durante o processo de resfriamento, resultando em desvio entre o tamanho da fundição e o tamanho do projeto. Para peças fundidas com requisitos de alta precisão, como lâminas de motor de aeronaves, o desvio dimensional pode tornar as peças incapazes de atender aos requisitos de montagem e afetar o desempenho de todo o equipamento.
As peças fundidas com formas complexas têm tensões diferentes de encolhimento em diferentes partes, o que fará com que a fundição torça e se deforme, aumentando ainda mais o desvio dimensional.
Causa do lançamento de rachaduras
Quando a tensão de encolhimento excede o limite de força do material de fundição, a fundição quebra. As microcracks se tornarão uma fonte de concentração de estresse, expandirão gradualmente o uso subsequente e reduzirão a capacidade de rolamento da fundição.
As rachaduras na superfície afetam a qualidade da aparência da fundição, enquanto as rachaduras internas são difíceis de detectar e causarão quebra súbita durante o uso, resultando em sérias conseqüências. Por exemplo, rachaduras no bloco de cilindros de um motor de carro podem causar falha do motor.
