گرافیت درشت در ریخته گری های چدن شکل پذیر: چرا شکل می گیرد و ریخته گری ها چگونه از آن جلوگیری می کنند

گرافیت درشت در ریخته گری های چدن شکل پذیر: چرا شکل می گیرد و ریخته گری ها چگونه از آن جلوگیری می کنند

پایه ماشین چدن انعطاف پذیر با دیواره های نزدیک به 200 میلی متر، ظاهری عالی به ریخته گری می دهد - سطوح تمیز، ابعاد صدا، سختی معمولی. ماه‌ها بعد، نمونه‌ای که از مرکز ضخیم‌ترین دیواره ماشین‌کاری شده است، به جای 10 درصدی که درجه وعده داده شده، 3 تا 4 درصد کشیدگی را آزمایش می‌کند، یا یک ترک خستگی در کنار صندلی یاتاقان باز می‌شود. ریخته گری را در آن نقطه برش دهید و گرافیت اشتباه به نظر می رسد: میکروسکوپ به جای گره های گرد مجزا، خوشه هایی از ذرات مرجانی شکل متصل را نشان می دهد که بین بازوهای دندریت بسته شده اند. این گرافیت درشت است و قبل از اینکه قطعه باری را حمل کند، مواد به خطر افتاده است.

نسخه کوتاه: گرافیت درشت عیب مشخصه چدن داکتیل مقاطع سنگین است . در جاهایی تشکیل می‌شود که انجماد کندتر است، در سیلیکون بالا، معادل کربن بالا و خاک‌های کمیاب باقیمانده رشد می‌کند و به ازدیاد طول و استحکام خستگی بسیار بیشتر از آنچه سختی نشان می‌دهد آسیب می‌زند. هر دو پیش شرط - یک نقطه داغ با خنک شدن آهسته و یک شیمی مجاز - را می توان مهندسی کرد، که آن را به یکی از قابل کنترل ترین عیوب یک ریخته گری تبدیل می کند. آنچه در ادامه می‌آید، خود نقص، آسیبی که وارد می‌کند و اقدامات متقابلی که در تولید باقی می‌ماند را پوشش می‌دهد.

گرافیت درشت چیست؟

گرافیت درشت یک ادغام خارجی یا یک حفره انقباض نیست. این یک مورفولوژی گرافیت است: کربنی که باید به صورت گره‌های کروی جدا شده منجمد می‌شد، در عوض به‌عنوان ذرات انباشته و به هم پیوسته رشد می‌کند که در زیر میکروسکوپ منفجر شده یا مومی شکل به نظر می‌رسند. به‌صورت خوشه‌ای یا در موقعیت‌های بین دندریتی ظاهر می‌شود، و در یک نگاه معمولی می‌توان آن را با گرافیت نوع D آهن‌های جدار نازک اشتباه گرفت - اگرچه متعلق به بخش‌های سنگین و به آرامی خنک‌شده است، نه به دیواره‌های نازک با سرعت انجماد.

دو عادت از دست دادن آن را آسان می کند. اول، در مرکز حرارتی یک بخش سنگین متمرکز می شود - آخرین فلزی که جامد می شود - در حالی که شکل گرافیت در پوست و در کوپن های معمولی می تواند کاملا طبیعی به نظر برسد. دوم، روی یک سطح ماشینکاری شده یا شکسته، خود را فقط به صورت یک تیرگی موضعی نشان می دهد، یک لکه خاکستری فازی که به راحتی به عنوان لکه یا مشکل تغذیه اشتباه خوانده می شود. تا زمانی که در یک شکستگی آشکار شود، گرافیت متصل قبلاً شبکه ای از مسیرهای ترک آماده ساخته است.

اگر در ابتدا به یک تجدید کننده نیاز دارید، ما مقدمه ای به زبان ساده برای چدن نشکن تفاوت مواد با آهن خاکستری را پوشش می دهد.

چرا مقاطع سنگین و خنک کننده آهسته آن را تحریک می کنند؟

متغیر کنترل کننده زمان انجماد محلی است. در یک دیوار 25 میلی متری واکنش یوتکتیک به سرعت تمام می شود و هر گره به طور مستقل به یک کره رشد می کند. در هسته ستون ماشین یا توپی میل لنگ کمپرسور، واکنش مشابه می‌تواند چندین برابر طولانی‌تر شود - و ذرات گرافیت که در آخرین مایع بین سلول‌های یوتکتیک معلق هستند، به‌جای جدا ماندن به‌عنوان یک توده به هم متصل می‌شوند و رشد می‌کنند. نقص دقیقاً در جایی ظاهر می شود که تجربه پیش بینی می کند: در اتصالات دیوار، در باس های ضخیم، زیر شن و ماسه فیدر.

شیمی تصمیم می‌گیرد که آیا خنک‌سازی آهسته مجاز است آسیب وارد کند یا خیر. سه عامل ترکیب به طور پیوسته مطرح می شوند. سیلیکون غالب است: این نقص نزدیک به 2 درصد سیلیکون نادر است و میزان بروز آن به شدت به سمت و فراتر از 3 درصد می رود، که یکی از دلایلی است که گریدهای فریتی با محلول سیلیکونی قوی نیاز به مراقبت بیشتر در مقاطع سنگین دارند. یک معادل کربن بالا باعث افزایش نوردهی می شود. خاک‌های کمیاب ظریف‌تر هستند - سریم و لانتانیم در مقادیر کم برای واکنش گره‌دار قوی مورد نیاز هستند، با این حال باقی‌مانده‌های میانی به طور مکرر به گرافیت درشت در صفحات و میله‌های سنگین متصل می‌شوند.

گرافیت کلفت بدشانسی نیست. این همان کاری است که آهن داکتیل وقتی خنک‌سازی آهسته با یک شیمی مجاز مطابقت دارد انجام می‌دهد - و هر دو متغیر را می‌توان مدیریت کرد.

آسیبی که به خواص مکانیکی وارد می کند

تلفات یکنواخت نیستند و همین عدم تقارن چیزی است که نقص را خطرناک می کند. سختی به سختی حرکت می کند، زیرا ماتریس فلزی تا حد زیادی بدون تغییر است. استحکام کششی در ناحیه آسیب دیده معمولاً تقریباً 10 تا 20 درصد کاهش می یابد. ازدیاد طول بسیار شدیدتر می شود - معمولاً زمانی که گرافیت درشت سهم قابل توجهی از سطح شکستگی را اشغال می کند، تلفات نصف یا بیشتر گزارش می شود. استحکام خستگی معمولاً بیشتر از همه آسیب می بیند، زیرا گرافیت به هم پیوسته به عنوان یک بریدگی داخلی عمل می کند: دیگر نیازی نیست ترک از سطح شروع شود، می تواند در اعماق دیوار شروع شود.

خطر - سختی این عیب را نمی گیرد. یک منطقه متاثر از کلفت می تواند در آزمایش سختی کاملاً طبیعی اندازه گیری شود در حالی که طول عمر و عمر خستگی آن بی سر و صدا از بین رفته است. پذیرش مقاطع سنگین باید بر اساس آزمایش کششی مواد نماینده باشد.

چگونه Foundries آن را قبل از اینکه مشتری انجام دهد پیدا می کند

تشخیص باید به دنبال نقص باشد، زیرا نقص به بازرسی معمولی نمی رسد. روش مستقیم برش دادن است: ریخته گری - یا یک نمونه قربانی را از همان موقعیت حرارتی - در نقاط داغ شناخته شده برش دهید، سطح را آماده کنید، و فرم گرافیت را از نظر متالوگرافی با نمودارهای مقایسه استاندارد ارزیابی کنید. بازرسان همچنین مراقب تیرگی موضعی شرح داده شده در بالا روی سطوح ماشینکاری شده یا شکسته هستند. برای قطعات ریخته گری بیش از حد بزرگ که برش ندارند، آزمایش اولتراسونیک به عنوان یک ابزار غربالگری عمل می کند، زیرا گرافیت تخریب شده سرعت صوت را به میزان قابل توجهی کمتر می کند. سپس هر ناحیه پرچم گذاری شده از نظر متالوگرافی تأیید می شود.

اطلاعات - نوار تست ریخته گری جداگانه، مذاب را توصیف می کند، نه ریخته گری. برای مقاطع سنگین، قبل از پذیرش هرگونه نتیجه ملکی، روی کوپن‌های متصل به ضخیم‌ترین دیوارها یا نمونه‌های بریده‌شده از مناطق تعیین‌شده نقطه مهم اصرار کنید.

پیشگیری: شیمی و انجماد، مدیریت شده با هم

اهرم های شیمی

اولین اهرم ترکیب است. ریخته گری هایی که مقاطع سنگین می ریزند به طور معمول سیلیکون را تا جایی که درجه اجازه می دهد نگه می دارند - برای آهن های شکل پذیر فریتی ساختاری که معمولاً به معنای ماندن در محدوده 2.0 تا 2.4 درصد به جای حرکت به سمت 3 است - و به همین دلیل معادل کربن را تحت کنترل نگه می دارند. خاک‌های کمیاب باقیمانده عمداً مدیریت می‌شوند: به اندازه کافی برای تضمین گره‌زایی، هرگز بیش از حد لازم. در مواردی که یک بخش نیاز به بیمه اضافی دارد، افزودن ریز آنتیموان به ترتیب ده‌ها ppm یک اقدام متقابل است، و در گریدهای سیلیکونی بالا، قلع اثر سرکوب‌کننده مشابهی را نشان داده است.

هشدار - این اضافات دقیقاً به این دلیل کار می کنند که کوچک هستند. آنتیموان بیش از حد، اشکال گرافیت منحط خود را ترویج می‌کند و جداسازی خاک‌های کمیاب به طور کامل واکنش گره‌دار را در برابر عناصر مضر ناچیز شکننده می‌کند. اقدامات متقابل به عنوان یک پنجره متعادل عمل می کند، نه به عنوان سوئیچ مستقل.

اهرم های خنک کننده و طراحی

اهرم دوم خود انجماد است. لرزش در برابر دیواره ها، دنده ها و باله ها که اتصالات عظیم را نازک می کند، و بخش های دیوار با تناسب صادقانه، همگی زمان انجماد محلی را کوتاه می کنند - علت اصلی نقص. طراحی تغذیه نیز اهمیت دارد، زیرا نقطه‌ای که تغذیه می‌شود اما سرد نمی‌شود، هنوز مدت زیادی در بالای سولیدوس سپری می‌کند. شبیه‌سازی انجماد، قبل از ریختن اولین ریخته‌گری اجرا می‌شود، مراکز حرارتی را به جای سطل قراضه روی کامپیوتر قرار می‌دهد.

آنچه خریداران باید در مشخصات قرار دهند

بیشتر محافظتی که خریدار دریافت می کند در مرحله مشخصات تصمیم گیری می شود. درجه را بدون ابهام نام ببرید - ASTM A536 65-45-12 یا 80-55-06، یا معادل های EN-GJS و ISO 1083 - سپس مشخص کنید که در کجا باید ویژگی ها ثابت شود. الزامی که کوپن‌های کششی به سنگین‌ترین دیوارها متصل شوند یا از نواحی مشخص بریده شوند، رفتار ریخته‌گری را به گونه‌ای تغییر می‌دهد که عددی در نقشه هرگز تغییر نخواهد کرد. پذیرش گرافیت را در مقاطع هات اسپات با ارجاع به نمودارهای مقایسه استاندارد تعریف کنید و برای قطعات واقعاً عظیم غربالگری اولتراسونیک قراردادی را در نظر بگیرید.

وضعیت عملیات حرارتی نیز شایسته خط خاص خود است. آنیل فریت کننده به درجات غنی از کشیدگی ویژگی آنها را می دهد، اما هیچ آنیل نمی تواند گرافیت درشتی را که در طول انجماد تشکیل شده است، ترمیم کند.

یک عدد درجه روی نقشه هیچ چیزی را در مورد مرکز یک دیوار 200 میلی متری ثابت نمی کند. محل نمونه برداری انجام می دهد.

موفقیت - با ارزش ترین جمله در مشخصات ریخته گری مقاطع سنگین، جمله ای است که محل نمونه برداری را نام می برد. همه چیزهای دیگر از آن ناشی می شود.

جایی که ریسک در اجزای واقعی متمرکز می شود

قطعاتی که کاربران نهایی به ندرت می بینند، بیشتر در معرض دید قرار می گیرند: اشکال چدن داکتیل عظیم و باربر با دیوارهای ضخیم و متقاطع. پایه‌های ماشین ابزار، فلز را دقیقاً به روشی متمرکز می‌کنند که زمان‌های انجماد طولانی را ایجاد می‌کند و پایداری ابعادی آن‌ها در طول سال‌های خدمت به یک ماتریس صوتی در داخل دیوار بستگی دارد. ما از اولین شبیه‌سازی به بعد، آن‌ها را به‌عنوان یک ساعت مچی گرافیتی بزرگ در نظر می‌گیریم.

ریخته گری پایه ماشین ابزار چدن داکتیل این پایه ریخته گری شن و ماسه رزین از دوک ها، تخت ها و میزهای کار پشتیبانی می کند و سفتی و مقاومت در برابر لرزش را فراهم می کند که ماشین ابزار را دقیق نگه می دارد. دیواره های متقاطع ضخیم آن به شکل گرافیت صوتی در داخل ریخته گری نیاز دارد. مشاهده محصول →

ستون‌های ماشین ابزار دارای مشخصات یکسانی هستند - بلند، ضخیم و از نظر ساختاری مرکزی - با این نیاز اضافه می‌شود که هندسه در حین برش درست بماند. شکل گرافیت در داخل دیوار بخشی از این وعده است.

ریخته گری ستون ماشین ابزار برای صلبیت و موقعیت ستون از ابزار، میز کار یا قطعه کار پشتیبانی می کند و موقعیت می دهد و باید هندسه را در حین برش درست نگه دارد. بخش های بلند و دیواره ضخیم، ساختار گرافیت داخلی و ثبات ابعادی را به نگرانی های کلیدی کیفیت در اینجا تبدیل می کند. مشاهده محصول →

اجزای کمپرسور ضخامت بخش را با وظیفه چرخشی ترکیب می کنند. میل لنگ و بدنه ها باس های ضخیم صندلی یاتاقان و دیواره های سیلندر را در یک قالب ریخته گری می کنند و تجهیزات چرخشی نسبت به عیوب داخلی نابخشودنی هستند. ما برنامه ریخته گری کمپرسور بدنه‌ها، میل لنگ، صندلی‌های بلبرینگ، صندلی‌های روتور و سیلندرها را پوشش می‌دهد که این ترکیب در آنها معمول است.

ریخته گری میل لنگ کمپرسور با صندلی های بلبرینگ ضخیم این میل لنگ بخش‌های سنگین، باس‌های صندلی یاتاقان و دیواره‌های سیلندر را در یک ریخته‌گری برای کار چرخشی ترکیب می‌کند. تجهیزات دوار عیوب داخلی کمی را تحمل می کنند، بنابراین انجماد صدا در دیوارهای ضخیم ضروری است. مشاهده محصول →

بدنه پمپ و قطعات نگهدارنده فشار بارگذاری چرخه‌ای را در بالای بخش‌های سنگین اضافه می‌کنند و اجزای انرژی باد - توپی‌ها و قاب‌های اصلی در آهن‌های شکل‌گیر با بخش سنگین - در سخت‌ترین نقطه همان مشکل قرار دارند.

خط پایین

گرافیت درشت در ریخته‌گری‌های چدن شکل‌پذیر نقص زمان و شیمی است: در جایی رشد می‌کند که بخش‌های سنگین به آرامی سرد می‌شوند و ترکیبی راحت به آن اجازه می‌دهد، سختی را دست نخورده باقی می‌گذارد، و در حالی که از کنترل‌های معمول پنهان می‌شود، به طور نامتناسبی از کشیدگی و استحکام خستگی پایین می‌آورد.

• در مراکز حرارتی بخش های سنگین تشکیل می شود، نه در دیواره های نازک.
• حرکت سیلیکون به سمت 3 درصد، معادل کربن بالا و باقیمانده‌های خاکی کمیاب متوسط ​​خطر را افزایش می‌دهد.
• تشخیص به معنای برش دادن نقاط داغ برای متالوگرافی است - نمونه های سختی و پوست آن را آشکار نمی کنند.
• پنجره‌های سیلیکونی پایین، باقیمانده‌های خاکی کمیاب درپوش، آنتیموان یا قلع کوچک و خنک‌کننده موضعی همگی آن را سرکوب می‌کنند.
• قوی ترین ابزار خریدار، مشخصاتی است که درجه، محل نمونه برداری و پذیرش گرافیت مبتنی بر هات اسپات را نام می برد.

هیچ یک از این اقدامات عجیب و غریب نیست. آنها در هر ریخته گری که به طور منظم پایه ها و قاب های چند تنی می ریزند، روش استاندارد هستند. تفاوت بین ریخته‌گری سنگین که برای چندین دهه اجرا می‌شود و نمونه‌ای که در سرویس ترک می‌خورد، معمولاً ماه‌ها قبل از تحویل تصمیم‌گیری می‌شود - در برگه شیمی، مدل شبیه‌سازی و طرح نمونه‌برداری. ریخته گری هایی که آن اسناد را کنترل می کنند و خریدارانی که آنها را می خوانند به ندرت در گزارش خرابی با گرافیت درشت مواجه می شوند.