铸造中热裂是怎么造成的

Ⅰ 铸造内应力，变形和裂纹是怎样形成的

简单来说，铸造应力是由于铸件凝固过程中，各部分冷却速度不同造成的。
因为铸造凝固过过程中会出现体积收缩（也有例外，如球铁还会有石墨化膨涨过程）。但同一个铸件很难做到同时凝固，先凝固的部分就会对后凝固的部分形成阻碍，而后凝固的部分又会对先凝固的部分形成挤压，于是应力就产生了。
受力就会变形，这是必然的。至于变形的大小，就要看铸件的结构和强度了。
如果应力足够大，而铸型或件本身又阻碍这种变形的实现，铸件就会出现裂纹。
铸件在凝固初期，即红热状态下产生裂纹，称为热裂，含硫高会增加热裂倾向；后期产生裂纹称冷裂，磷元素则会增加冷裂倾向。
认识比较粗浅，欢迎继续交流。

Ⅱ 热裂的形成原理是什么

热裂是铸件生产中最常见的铸造缺陷之一。裂纹表面呈氧化色(铸钢件裂纹表面近似黑色，铝合金呈暗灰色)，不光滑，可以看到树枝晶。裂纹是沿晶界产生和发展的，外形曲折。
热裂形成原理：
形成热裂纹的理论原因和实际原因很多，但根本原因是铸件的凝固方式和凝固时期铸件的热应力和收缩应力。液体金属浇入到铸型后，热量散失主要是通过型壁，所以，凝固总是从铸件表面开始。当凝固后期出现大量的枝晶并搭接成完整的骨架时，固态收缩开始产生。但此时枝晶之间还存在一层尚未凝固舶液体金属薄膜（液膜），如果铸件收缩不受任何阻碍，那么枝晶骨架可以自由收缩，不受力的作用。当枝晶骨架的收缩受到砂型或砂芯等的阻碍时，不能自由收缩就会产生拉应力。当拉应力超过其材料强度极限时，枝晶之间就会产生开裂。如果枝晶骨架被拉开的速度很慢，而且被拉开部分周围有足够的金属液及时流入拉裂处并补充，那么铸件不会产生热裂纹。相反，如果开裂处得不到金属液的补充，铸件就会出现热裂纹。
由此可知，宽凝固温度范围，糊状或海绵网络状凝固方式的合金最容易产生热裂。随着凝固温度范围的变窄，合金的热裂倾向变小，恒温凝固的共晶成分的合金最不容易形成热裂。热裂形成于铸件凝固时期，但并不意味着铸件凝固时必然产生热裂。主要取决于铸件凝固时期的热应力和收缩应力。
铸件凝固区域固相晶粒骨架中的热应力，易使铸件产生热裂或皮下热裂；外部阻碍因素造成的收缩应力，则是铸件产生热裂的主要条件。处于凝固状态的铸件外壳，其线收缩受到砂芯、型砂、铸件表面同砂型表面摩擦力等外部因素阻碍，外壳中就会有收缩应力（拉应力），铸件热节，特别是热节处尖角所形成的外壳较薄，就成为收缩应力集中的地方，铸件最容易在这些地方产生热裂。热裂纹产生的原因体现在工艺和铸件结构方面其中有：铸件壁厚不均匀，内角太小；搭接部位分叉太多，铸件外框、肋板等阻碍铸件正常收缩；浇冒口系统阻碍铸件正常收缩，如浇冒口靠近箱带或浇冒口之间型砂强度很高，限制了铸件的自由收缩；冒口太小或太大；合金线收缩率太大；合金中低熔点相形成元素超标，铸钢铸铁中硫、磷含量高；铸件开箱落砂过早，冷却过快。

Ⅲ 铸钢件裂纹出现原因及防治方法。

1、 浇铸冷却过程中冷速太快

2、 铸件截面变化太突然，或过度部位圆角太小

3、 浇注冷却后没及时进行去应力退火

4、 表面或内部缺陷较多

防御：

1、合理设置浇冒口的位置和尺寸，使铸件各部分的冷却速度尽量均匀一致，减少冷裂纹倾向。其次，正确确定铸件在砂型中的停留时间；砂型是一种良好的保温容器，能使铸件较厚和较薄处的温度进一步均匀化，减少他们之间的温度差，降低热应力，减少冷裂纹倾向。

2、延长铸件在铸型内的停留时间，以免开箱过早在铸件内造成较大的内应力，而产生冷裂纹。最后，增加砂型、砂芯的退让性；铸件凝固后及早卸去压箱铁，松开杀向紧固装置等，是防止由于收缩应力而使铸件产生冷裂的有效措施。

3、大型铸件的砂型和砂芯在浇注后可提前挖去部分型砂和芯砂，以减少他们对逐渐的收缩阻力，促使铸件各部分均匀冷却。铸钢件的落砂、清理和搬运过程中，应避免碰撞、挤压，防止逐渐产生冷裂纹。

4、铸造应力大的铸件应及时进行时效热处理，避免过大的残余应力使铸件产生冷裂纹。必要时，逐渐在切割冒口或汗布后，还要进行以此时效热处理。

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一种钢锭缺陷。裂纹按照在钢锭上存在的部位，可分为表面裂纹和内部裂纹。表面裂纹于精整时用肉眼即可观察到，其中的横向裂纹能引起轧材拉裂，纵向裂纹能引起轧材劈裂；内裂纹只有在低倍检验或无损探伤时才可发现，它可引起轧材的内裂，严重时能造成轧材分层。

裂纹按形成的时期，可分为热裂纹和冷裂纹。前者是在钢锭凝固过程中或凝固后不久，由于热应力、钢液静压力、锭壳收缩阻力和其他外力的作用而引起的；后者是在钢锭冷却到固态相变时，由于相变组织应力和热应力的作用而引起。

冷裂纹形成时有金属响声，故亦称“响裂”。热裂纹的断口粗糙、无光泽；冷裂纹的断口光滑、有金属光泽。

钢锭在应力作用下，局部的实际变形量超过其塑性极限时，引起局部断裂，即成裂纹。热裂纹与冷裂纹具有不同的应力来源和断裂机理。

Ⅳ 高温合金薄壁铸件k4169出现热裂与浇不足的原因与改进措施

热裂的主要产生原因主要是因为开裂处应力集中造成的，可以从凝固方式方面改进。浇不足的话就是浇注温度不够或者浇冒口设计不合理。

电流过大不仅使熔池过热、柱状晶粗大，而且会增大熔合比，使热裂纹倾向较大的母材过多地进入焊缝，因而使热裂纹倾向增大；焊接速度过快，则能提高焊缝在结晶过程中的应变速度，也使热裂纹倾向增大。

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选择技巧：

1、选用热裂纹倾向小的母料，严格控制杂质含量：各种铝合金焊接热裂纹倾向不同。其中热裂纹倾向较小的是工业纯铝和防锈铝。

2、正确选用填充金属：增加低熔点共晶物数量，对裂纹起“自愈”作用。

3、正确选择焊接方法和焊接参数：采用热能集中的焊接方法可以实现快速焊接，能防止形成方向性强的粗大的柱状晶，因此可以减小热裂纹倾向。

4、选择电阻焊接设备，主要靠熔接，不需要填充焊丝等。

Ⅳ 锻件裂纹的产生是什么原因

首先，需对“原材料裂纹”和“锻造裂纹”先确定概念，对锻造后出现的裂纹，都应理解为“锻造裂纹”，只不过，导致锻造裂纹产生的主要因素可以再分成：

1、原材料缺陷所致的锻造裂纹；
2、锻造工艺不当所致的锻造裂纹。

从裂纹宏观形态先进行大致区分，横向一般与母材无关，纵向裂纹需要结合裂纹形态与锻打工艺等结合分析。

裂纹两侧有脱碳，肯定是锻造过程中产生的，至于是原材料还是锻造工艺造成的，这就需要根据金相和工艺过程去分析。

对同一批次同种型号的工件，锻造裂纹基本都在一个位置，在显微镜下延伸比较浅，两边有脱碳。而材料裂纹不一定在同一位置重复出现，显微镜下深浅不一。多看多分析，还是有一定规律的。

材料裂纹多半是与材料纵向一致的。而锻打裂纹有两种，一种是过热过烧造成的，裂纹附近有氧化脱碳现象。还有一种是打冷铁也会造成发裂，这一种有晶格破坏撕裂的现象。从金相上可以区别开来。

锻造的目的：

1、成形要求；
2、改善材料内部组织，细化晶粒，均匀元素成分与组织；
3、使材料更致密（锻合材料内部原有未暴露空气的缩孔或疏松等等），流线分布更合理；
4、通过合理的锻后热处理方式，为下道工序服务。
因此，锻造锻合原材料内部一定的缺陷是职责所在。大型铸锻件往往是直接由钢锭锻压开始的，钢锭内部必然存在大量的冶铸缺陷，显然，合理的锻造，都可以将其中的所谓“缺陷”锻合。所以，锻造工艺的合理性是决定锻件是否会开裂的主要原因。
当然，相对某一稳定的锻造工艺，如果事前对锻造前原材料提出明确的原材料缺陷等级控制要求的，当因原材料缺陷等级超出要求并在原锻造工艺下锻造出现的开裂现象，我们可以认作“原材料缺陷所致的锻造裂纹”。

裂纹问题具体问题具体分析，结合工艺过程分析，包括加热过程有没有保护气氛都应该考虑，锻造应该是把原材料裂纹锻打密合才对。氧化皮通常致密是灰色的，制样过程造成的脏东西很疏松的颜色偏黑，高倍下一看就知道，实在无法分辨直接打能谱一定能分辨。

锻造裂纹

锻造裂纹一般在高温时形成，锻造变形时由于裂纹扩大并接触空气，故在100X或500X的显微镜下观察，可见到裂纹内充有氧化皮，且两侧是脱碳的，组织为铁素体，其形态特征是裂纹比较粗壮且一般经多条形式存在，无明细尖端，比较圆纯，无明细的方向性，除以上典型

Ⅵ 什么是铸件的冷裂和热裂

热烈是在凝固末期，金属处于固相线附近的高温时形成的，特点：裂缝短 缝隙宽 形状曲折 缝内呈氧化色冷裂是冷却到低温处于弹性状态时所受应力总和大于该温度下合金的抗拉强度产生的 特点：裂缝细小 呈连续直线 有金属光泽或轻微氧化色

Ⅶ 铸造铝合金的热处理裂纹造成的原因是什么

造铝合金的热处理裂纹可能产生原因有下面几种：
1．铸件结构设计不合理，有尖角，壁的厚薄变化过于悬殊
2．砂型(芯)退让性不良
3．铸型局部过热
4．浇注温度过高
5．自铸型中取出铸件过早
6．热处理过热或过烧，冷却速度过激
详细的如何解决的方法，可参考【铸业网】的《铸造铝合金的缺陷（四）》这一文章。

Ⅷ 为什么铸件会产生热裂纹

收缩较大的金属（特别是铸钢件），由于高温时（即凝固期或刚凝固完毕时）的强度和塑性等性能低，是产生热裂的根本原因。影响热裂纹的主要因素有：
(1)铸件材质
①结晶温度范围较窄的金属不易产生热裂纹，结晶温度范围较宽的金属易产生热裂纹。
②灰铸铁在冷凝过程中有石墨膨胀，凝固收缩比白口铸铁和碳钢小，不易产生热裂纹，而白口铸铁和碳钢热裂倾向较大。
③硫和铁形成熔点只有985℃的低熔点共晶体并在晶界上呈网状分布，使钢产生“热脆”。
(2)铸件结构铸件各部位厚度相差较大，薄壁处冷却较快，强度增加较快，阻碍厚壁处收缩，结果在强度较低的厚处（或厚薄相交处）出现热裂纹。
(3)铸型阻力铸型退让性差，铸件高温收缩受阻，也易产生热裂纹。
(4)浇冒口系统设置不当如果铸件收缩时受到浇口阻碍；与冒口相邻的铸件部分冷凝速度比远离冒口部分慢，形成铸件上的薄弱区，也都会造成热裂纹。

Ⅸ 热裂都有哪些影响因素

所有能够影响合金在热裂形成温度范围内的线收缩、收缩阻碍和合金力学性能的因素，都将对热裂倾向产生影响，其中主要与合金性质、铸型阻力、铸件结构、浇冒口的布置和浇注工艺等方面有关。
1、合金性质的影响
主要决定于合金在热裂形成温度范围内的绝对收缩量和强度。所有能够扩大有效结晶温度范围的元素，都将增大热裂倾向。凡是能够减少合金在有效结晶温度范围内绝对收缩量的元素和相变，都将减小热裂倾向。灰口铸铁和球墨铸铁在凝固过程中发生石墨化膨胀，所以不易形成热裂，而可锻铸铁胚件和铸钢件则容易产生热裂。
2、铸型阻力的影响
铸型的阻力大小主要取决于铸型或砂芯的退让性。铸型退让性好，铸件受到的阻力小，形成热裂的可能性也愈小。湿型较干型的退让性好。铸型或型芯的退让性与型砂中的粘结剂密切相关。值得注意的是，铸型退让性对产生热裂的影响不仅与其退让性大小有关，更重要的还与其退让的时刻有关。如果型砂受热而引起抗压强度升高达到最大值的时刻恰好与铸件凝固即将结束的时刻相吻合，则产生热裂的可能性最大，所以，在采用粘土砂制造薄壁铸件的型芯时，应注意改善型芯的退让性。
3、浇、冒口系统分布的影响
铸件在靠近浇口和冒口的部位，其凝固和冷却都较慢，温度较高，当铸件收缩受阻时，该部位易形成热裂。因此为保证顺序凝固防止铸件产生缩孔而采取的浇、冒口布置方案会有造成热裂的危险。所以，在确定采用顺序凝固或同时凝固原则时，对于防止缩孔和热裂之间往往存在着矛盾。浇注系统结构不当，阻碍铸件的收缩，可能导致铸件热裂。同样，铸件的披缝太多，亦可能阻碍铸件收缩，引起铸件热裂。
4、浇注工艺的影响
浇注工艺的选择视铸件的厚薄而定。对于薄壁铸件要求较高的浇注温度和快的浇注速度。除了为保证流动性的要求外，还可以减缓铸件的凝固速度，延长高温对铸型的作用时间，从而增加铸型的退让性，有利于防止铸件外热裂。至于厚铸件，则应采用较低的浇注温度和较慢的浇注速度，以免因缩孔体积增大、初晶粗化及偏析等原因促使铸件产生内热裂。
5、铸件结构的影响
铸件结构设计不合理，使局部造成过厚的热节或引起应力集中现象，则热裂易在这些部位形成。在铸件厚薄不均的厚实部分和铸件壁十字交接处都易形成热裂。

Ⅹ 热裂纹产生的原因及防治方法

热裂纹常发生在铸件最后凝固并且容易产生应力集中的部位，如热节、拐角或靠近内浇口等处。热裂纹分为内裂纹和外裂纹。内裂纹产生在铸件内部最后凝固的地方，有时与晶间缩孔、缩松较难区别。外裂纹在铸件的表面可以看见，其始于铸件的表面，由大到小逐渐向内部延伸，严重时裂纹将贯穿铸件的整个断面。

宏观裂纹：由于热裂纹是在高温下形成的，因此裂纹的表面与空气接触并被氧化而呈暗褐色甚至黑色，同时热裂纹呈弯曲状而不规则。
微观裂纹：沿晶界发生与发展，热裂纹的两侧有脱碳层并且裂纹附近的晶粒粗大，并伴有魏氏组织
热裂纹形成的温度范围
熔模铸件的热裂纹到底是在什么温度下发生的，长期以来说法不一．到目前为止归纳起来仍有两种：其一，热裂纹是在凝固温度范围内但接近于固相线温度时形成的，此时合金处于固-液态；其二，热裂纹是在稍低于固相线温度时形成的，此时合金处于固态。
热裂纹的防止措施
1．提高铸件在高温时的强度与塑性
(1)合理选材
选材是一项极为复杂的技术和经济问题。所渭合理选材就是选用的材质应该同时满足铸件的使用性、工艺性和经济性。对于铸件而言，主要是铸造工艺性(热裂性、流动性和收缩性等)。如果该材质的铸造工艺性能不佳，热裂倾向性大，那么浇注出来的铸件产生热裂纹的废品率就高。
(2)保证熔炼质量
在铸钢合金成分中，最有害的化学成分是硫。当wS＞0.03％，以O.05％的临界铝含量脱氧，硫化物以链状共晶形式分布时，塑性很低，易引起热裂纹。在熔炼时，可以加入适量的强脱硫剂稀土元素，以减少合金中的含硫量。只要稀土元素的加入工艺合理，其脱硫效果为40％～50％：并且稀土元素能细化晶粒，改变夹杂物的形态与分布，从而减轻了热裂纹的程度(指裂纹的大小与深浅)和降低了热裂纹的数量。
另外，分布于铸钢晶界的低熔点夹杂物将降低它的强度和塑性，并且随着夹杂物的增多，强度和塑性下降，促使形成热裂纹。在熔炼时，应选用干净、清洁的炉料；采用合理的熔炼工艺，加强操作，才能保证熔炼质量。
2.提高型壳的退让性，减少铸造应力
(1)铸件的结构
其与形成热裂纹的关系很大。结构不合理，如壁厚相差较大、热节较多而且较大、壁厚薄的转角处圆角太小或呈尖角引起应力集中等，均会引起热裂纹的产生。
铸件的壁厚不匀，导致铸件的冷却速度不一致。薄壁处先冷凝，并且有一定的强度，其对厚壁处的冷凝收缩起到阻碍作用(使厚壁处收缩时受到拉应力)。当阻力超过此时厚壁处合金的强度极限时，就产生热裂纹。
铸件壁厚薄的转角处圆角太小或呈尖角，引起应力集中，促使热裂纹的产生；圆角太大，又出现新的热节。因此，应通过实验选择适当的铸造圆角。
(2)浇注系统
浇冒口的设置可能造成铸件收缩时的热阻碍和机械阻碍。铸件在靠近内浇道的部位，凝固的较晚、冷却较慢。因此，铸件在此薄弱的部位容易引起热裂纹。如果将内浇道分散，使金属液从几处进入型腔，就能分散热应力，减少铸件收缩时的热阻碍和机械阻碍，防止或减少热裂纹的产生。
为了使熔模铸件顺序凝固，以利于补缩，而把内浇道设置在铸件厚大处。这使铸件上的热量分布极不均匀，产生较大的温度梯度，铸件收缩很不一致，易造成热裂纹。这就需要改变内浇道的位置，使铸件由顺序凝固变为同时凝固。铸件各处的温度均匀，冷凝较一致，可以减少或防止了铸件形成热裂纹。这样做可能减少了热裂纹，却可能使铸件产生缩孔和缩松。
(3)浇注工艺
浇注温度和浇注速度对铸件产生热裂纹的影响比较复杂。一般来说，对于薄壁件宜采用较高的浇注温度和较快的浇注速度。这可以使铸件温度很快趋向均匀，防止局部过热，同时可以使铸件冷凝较慢，减少铸件的收缩应力，从而减少或防止热裂纹的产生。对于厚壁件宜采用较低的浇注温度和较慢的浇注速度。如果厚壁件也采用高的浇注温度和快的浇注速度，则金属液的收缩大、晶粒粗化，更易使铸件产生热裂纹；严重时将使铸件同时形成热裂纹和缩孔(如果两个缺陷出现在同一个部位，即为缩裂)。
(4)型壳的退让性
铸件在冷凝过程中收缩受到型壳的阻碍时产生了收缩应力，收缩应力的大小直接影响到铸件是否产生热裂纹。因此，提高型壳的退让性非常重要。型壳的退让性好，则铸件收缩时的阻力小，形成热裂纹的可能性小。