주강 균열 결함의 원인은 무엇입니까?

주강 부품의 균열 결함 발생은 제련, 주조 공정에서 후속 처리에 이르기까지 전체 생산 체인과 관련된 매우 일반적이고 복잡한 문제입니다. 균열은 근본적으로 해당 온도에서 재료의 강도 한계를 초과하는 내부 응력(주로 열 및 수축 응력)으로 인해 발생합니다.

일반적으로 균열은 고온 균열과 저온 균열의 두 가지 범주로 나뉩니다.

1. 열간균열은 용강의 응고 직후 또는 금속이 강도와 소성이 낮은 고액공존상태에 있을 때 발생한다. 발생 온도: 일반적으로 고상선 근처(약 1300-1450°C). 특징: 균열부분은 심하게 산화되어 흑색 또는 청색을 띠며 구불구불하고 불규칙한 모양을 하고 있다.

주요 원인:

1. 주물의 구조 설계: 벽 두께의 과도한 차이와 연결부의 고르지 못한 전이로 인해 고르지 않은 냉각과 심각한 열 응력이 발생합니다.

2. 타설 시스템의 불합리한 설계: 스프루가 너무 집중되거나 위치가 잘못되어 국부적인 과열이 발생하여 결국 해당 영역에서 고형화됩니다.

압축 및 지원을 받을 수 없습니다.

3. 모래 주형/코어의 불량한 후퇴: 모래 주형의 강도가 너무 높아 주조 응고 및 수축 중 자유 수축을 방해하여 인장 응력 및 균열이 발생합니다. 이는 매우 일반적인 이유입니다.

4. 합금 화학조성 : 황(S), 인(P) 등 유해원소 함유량이 높음 : 저융점 황화물, 인화물을 형성하여 입계에 액상박막을 형성하여 입계결합력을 크게 약화시키며 열균열을 일으키는 매우 중요한 요인이다. 탄소(C) 함량: 탄소 함량이 높을수록 응고 온도 범위가 넓어지고 수상돌기가 거칠어지며 열균열 경향이 증가합니다. 5. 라이저와 냉각 인두의 부적절한 사용: 라이저 넥이 너무 길거나 너무 짧은 경우, 냉각 인두가 제대로 배치되지 않으면 냉각이 고르지 않게 됩니다.

2, 냉간 균열은 주조물이 완전히 응고되고 탄성 상태로 냉각된 후에 발생하며 일반적으로 600°C 이하의 저온 단계에서 발생합니다. 발생 온도: 더 낮은 온도. 특징: 균열부분은 깨끗하고 금속광택 또는 약간의 산화색을 띠며 균열은 비교적 일직선상으로 연속되어 있다.

주요 원인:

1. 과도한 주조 응력: 열 응력: 주조의 다양한 부분의 냉각 속도가 일정하지 않아 발생합니다. 수축 응력: 주형, 샌드 코어, 스프루 시스템 및 박스 스톱으로 인해 주조 수축을 방해하는 기계적 장애물입니다. 변태 응력: 구조적 변태(오스테나이트가 마르텐사이트로 변태하는 등)가 있을 때 냉각 과정에서 비체적 변화로 인해 발생하는 응력입니다.

2. 강철의 야금학적 품질: 높은 가스 함량, 특히 수소(H)는 "수소 유발 균열"을 유발하고 재료의 인성을 감소시킬 수 있습니다. 많은 비금속 개재물이 있습니다. 응력 집중 지점으로서 개재물은 재료의 강도와 균열 저항성을 크게 감소시킬 수 있습니다.

3. 박싱 중 조기 샌딩: 주조물이 아직 충분히 낮은 온도까지 냉각되지 않았으며 조기 진동이 발생하기 전에 내부 응력이 완전히 제거되지 않았으며 샌딩으로 인해 쉽게 냉간 균열이 발생할 수 있습니다.

4. 부적절한 열처리 공정: 과도한 가열 또는 냉각 속도: 특히 어닐링 및 노멀라이징 처리 중에 가열 또는 냉각이 고르지 않으면 엄청난 열처리 응력이 발생하여 원래의 주조 응력과 겹쳐 균열이 발생합니다.

담금질균열(Quenching crack) : 냉간균열의 특수한 형태로 담금질의 냉각속도가 빨라 고경도의 마르텐사이트가 형성되고, 구조적 응력이 크므로 균열이 발생하기 매우 쉽다.

요약 및 솔루션 아이디어

주강 부품에 균열이 발견되면 다음과 같은 측면에서 원인을 체계적으로 조사해야 합니다.

1. 화학성분 : S, P 등 유해원소의 함유량을 엄격히 관리한다.

2. 제련 공정: 용강의 가스 및 개재물 함량을 줄이기 위해 정련 방법이 사용됩니다. 3. 주조 구조: 벽 두께의 급격한 변화를 방지하고 둥근 전환을 사용하도록 설계를 최적화합니다.

4. 주조 공정: 스프루 및 라이저 시스템: 국부적인 과열을 피하면서 순차적 응고 또는 동시 응고를 달성하도록 합리적으로 설계되었습니다. 주물사/코어사: 충분한 항복성과 붕괴성을 보장합니다. 냉철 및 라이저: 냉각 순서를 제어하는 ​​데 적절하게 사용됩니다.

5. 모래 제거 및 청소: 상자에 넣기 전에 주물이 모래 주형에서 충분히 낮은 온도(예: 400°C 미만)로 냉각되었는지 확인하십시오. 라이저 절단 및 용접 수리 시에도 새로운 응력이 발생하지 않도록 해야 합니다.

6. 열처리 공정: 합리적인 열처리 사양을 개발하고 특히 가열 및 냉각 속도를 제어합니다. 복잡한 부품이나 고합금강 부품의 경우 단계 가열 및 서냉 방식을 채택합니다.

구체적인 원인을 정확하게 파악하기 위해서는 균열의 거시적, 미시적 형태 분석(금속 조직 검사), 공정 검토, 화학 조성 분석을 결합하여 종합적인 판단을 내려야 하는 경우가 많습니다.