鑄造中熱裂是怎麼造成的

Ⅰ 鑄造內應力，變形和裂紋是怎樣形成的

簡單來說，鑄造應力是由於鑄件凝固過程中，各部分冷卻速度不同造成的。
因為鑄造凝固過過程中會出現體積收縮（也有例外，如球鐵還會有石墨化膨漲過程）。但同一個鑄件很難做到同時凝固，先凝固的部分就會對後凝固的部分形成阻礙，而後凝固的部分又會對先凝固的部分形成擠壓，於是應力就產生了。
受力就會變形，這是必然的。至於變形的大小，就要看鑄件的結構和強度了。
如果應力足夠大，而鑄型或件本身又阻礙這種變形的實現，鑄件就會出現裂紋。
鑄件在凝固初期，即紅熱狀態下產生裂紋，稱為熱裂，含硫高會增加熱裂傾向；後期產生裂紋稱冷裂，磷元素則會增加冷裂傾向。
認識比較粗淺，歡迎繼續交流。

Ⅱ 熱裂的形成原理是什麼

熱裂是鑄件生產中最常見的鑄造缺陷之一。裂紋表面呈氧化色(鑄鋼件裂紋表面近似黑色，鋁合金呈暗灰色)，不光滑，可以看到樹枝晶。裂紋是沿晶界產生和發展的，外形曲折。
熱裂形成原理：
形成熱裂紋的理論原因和實際原因很多，但根本原因是鑄件的凝固方式和凝固時期鑄件的熱應力和收縮應力。液體金屬澆入到鑄型後，熱量散失主要是通過型壁，所以，凝固總是從鑄件表面開始。當凝固後期出現大量的枝晶並搭接成完整的骨架時，固態收縮開始產生。但此時枝晶之間還存在一層尚未凝固舶液體金屬薄膜（液膜），如果鑄件收縮不受任何阻礙，那麼枝晶骨架可以自由收縮，不受力的作用。當枝晶骨架的收縮受到砂型或砂芯等的阻礙時，不能自由收縮就會產生拉應力。當拉應力超過其材料強度極限時，枝晶之間就會產生開裂。如果枝晶骨架被拉開的速度很慢，而且被拉開部分周圍有足夠的金屬液及時流入拉裂處並補充，那麼鑄件不會產生熱裂紋。相反，如果開裂處得不到金屬液的補充，鑄件就會出現熱裂紋。
由此可知，寬凝固溫度范圍，糊狀或海綿網路狀凝固方式的合金最容易產生熱裂。隨著凝固溫度范圍的變窄，合金的熱裂傾向變小，恆溫凝固的共晶成分的合金最不容易形成熱裂。熱裂形成於鑄件凝固時期，但並不意味著鑄件凝固時必然產生熱裂。主要取決於鑄件凝固時期的熱應力和收縮應力。
鑄件凝固區域固相晶粒骨架中的熱應力，易使鑄件產生熱裂或皮下熱裂；外部阻礙因素造成的收縮應力，則是鑄件產生熱裂的主要條件。處於凝固狀態的鑄件外殼，其線收縮受到砂芯、型砂、鑄件表面同砂型表面摩擦力等外部因素阻礙，外殼中就會有收縮應力（拉應力），鑄件熱節，特別是熱節處尖角所形成的外殼較薄，就成為收縮應力集中的地方，鑄件最容易在這些地方產生熱裂。熱裂紋產生的原因體現在工藝和鑄件結構方面其中有：鑄件壁厚不均勻，內角太小；搭接部位分叉太多，鑄件外框、肋板等阻礙鑄件正常收縮；澆冒口系統阻礙鑄件正常收縮，如澆冒口靠近箱帶或澆冒口之間型砂強度很高，限制了鑄件的自由收縮；冒口太小或太大；合金線收縮率太大；合金中低熔點相形成元素超標，鑄鋼鑄鐵中硫、磷含量高；鑄件開箱落砂過早，冷卻過快。

Ⅲ 鑄鋼件裂紋出現原因及防治方法。

1、 澆鑄冷卻過程中冷速太快

2、 鑄件截面變化太突然，或過度部位圓角太小

3、 澆注冷卻後沒及時進行去應力退火

4、 表面或內部缺陷較多

防禦：

1、合理設置澆冒口的位置和尺寸，使鑄件各部分的冷卻速度盡量均勻一致，減少冷裂紋傾向。其次，正確確定鑄件在砂型中的停留時間；砂型是一種良好的保溫容器，能使鑄件較厚和較薄處的溫度進一步均勻化，減少他們之間的溫度差，降低熱應力，減少冷裂紋傾向。

2、延長鑄件在鑄型內的停留時間，以免開箱過早在鑄件內造成較大的內應力，而產生冷裂紋。最後，增加砂型、砂芯的退讓性；鑄件凝固後及早卸去壓箱鐵，松開殺向緊固裝置等，是防止由於收縮應力而使鑄件產生冷裂的有效措施。

3、大型鑄件的砂型和砂芯在澆注後可提前挖去部分型砂和芯砂，以減少他們對逐漸的收縮阻力，促使鑄件各部分均勻冷卻。鑄鋼件的落砂、清理和搬運過程中，應避免碰撞、擠壓，防止逐漸產生冷裂紋。

4、鑄造應力大的鑄件應及時進行時效熱處理，避免過大的殘余應力使鑄件產生冷裂紋。必要時，逐漸在切割冒口或汗布後，還要進行以此時效熱處理。

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一種鋼錠缺陷。裂紋按照在鋼錠上存在的部位，可分為表面裂紋和內部裂紋。表面裂紋於精整時用肉眼即可觀察到，其中的橫向裂紋能引起軋材拉裂，縱向裂紋能引起軋材劈裂；內裂紋只有在低倍檢驗或無損探傷時才可發現，它可引起軋材的內裂，嚴重時能造成軋材分層。

裂紋按形成的時期，可分為熱裂紋和冷裂紋。前者是在鋼錠凝固過程中或凝固後不久，由於熱應力、鋼液靜壓力、錠殼收縮阻力和其他外力的作用而引起的；後者是在鋼錠冷卻到固態相變時，由於相變組織應力和熱應力的作用而引起。

冷裂紋形成時有金屬響聲，故亦稱「響裂」。熱裂紋的斷口粗糙、無光澤；冷裂紋的斷口光滑、有金屬光澤。

鋼錠在應力作用下，局部的實際變形量超過其塑性極限時，引起局部斷裂，即成裂紋。熱裂紋與冷裂紋具有不同的應力來源和斷裂機理。

Ⅳ 高溫合金薄壁鑄件k4169出現熱裂與澆不足的原因與改進措施

熱裂的主要產生原因主要是因為開裂處應力集中造成的，可以從凝固方式方面改進。澆不足的話就是澆注溫度不夠或者澆冒口設計不合理。

電流過大不僅使熔池過熱、柱狀晶粗大，而且會增大熔合比，使熱裂紋傾向較大的母材過多地進入焊縫，因而使熱裂紋傾向增大；焊接速度過快，則能提高焊縫在結晶過程中的應變速度，也使熱裂紋傾向增大。

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選擇技巧：

1、選用熱裂紋傾向小的母料，嚴格控制雜質含量：各種鋁合金焊接熱裂紋傾向不同。其中熱裂紋傾向較小的是工業純鋁和防銹鋁。

2、正確選用填充金屬：增加低熔點共晶物數量，對裂紋起「自愈」作用。

3、正確選擇焊接方法和焊接參數：採用熱能集中的焊接方法可以實現快速焊接，能防止形成方向性強的粗大的柱狀晶，因此可以減小熱裂紋傾向。

4、選擇電阻焊接設備，主要靠熔接，不需要填充焊絲等。

Ⅳ 鍛件裂紋的產生是什麼原因

首先，需對「原材料裂紋」和「鍛造裂紋」先確定概念，對鍛造後出現的裂紋，都應理解為「鍛造裂紋」，只不過，導致鍛造裂紋產生的主要因素可以再分成：

1、原材料缺陷所致的鍛造裂紋；
2、鍛造工藝不當所致的鍛造裂紋。

從裂紋宏觀形態先進行大致區分，橫向一般與母材無關，縱向裂紋需要結合裂紋形態與鍛打工藝等結合分析。

裂紋兩側有脫碳，肯定是鍛造過程中產生的，至於是原材料還是鍛造工藝造成的，這就需要根據金相和工藝過程去分析。

對同一批次同種型號的工件，鍛造裂紋基本都在一個位置，在顯微鏡下延伸比較淺，兩邊有脫碳。而材料裂紋不一定在同一位置重復出現，顯微鏡下深淺不一。多看多分析，還是有一定規律的。

材料裂紋多半是與材料縱向一致的。而鍛打裂紋有兩種，一種是過熱過燒造成的，裂紋附近有氧化脫碳現象。還有一種是打冷鐵也會造成發裂，這一種有晶格破壞撕裂的現象。從金相上可以區別開來。

鍛造的目的：

1、成形要求；
2、改善材料內部組織，細化晶粒，均勻元素成分與組織；
3、使材料更緻密（鍛合材料內部原有未暴露空氣的縮孔或疏鬆等等），流線分布更合理；
4、通過合理的鍛後熱處理方式，為下道工序服務。
因此，鍛造鍛合原材料內部一定的缺陷是職責所在。大型鑄鍛件往往是直接由鋼錠鍛壓開始的，鋼錠內部必然存在大量的冶鑄缺陷，顯然，合理的鍛造，都可以將其中的所謂「缺陷」鍛合。所以，鍛造工藝的合理性是決定鍛件是否會開裂的主要原因。
當然，相對某一穩定的鍛造工藝，如果事前對鍛造前原材料提出明確的原材料缺陷等級控制要求的，當因原材料缺陷等級超出要求並在原鍛造工藝下鍛造出現的開裂現象，我們可以認作「原材料缺陷所致的鍛造裂紋」。

裂紋問題具體問題具體分析，結合工藝過程分析，包括加熱過程有沒有保護氣氛都應該考慮，鍛造應該是把原材料裂紋鍛打密合才對。氧化皮通常緻密是灰色的，制樣過程造成的臟東西很疏鬆的顏色偏黑，高倍下一看就知道，實在無法分辨直接打能譜一定能分辨。

鍛造裂紋

鍛造裂紋一般在高溫時形成，鍛造變形時由於裂紋擴大並接觸空氣，故在100X或500X的顯微鏡下觀察，可見到裂紋內充有氧化皮，且兩側是脫碳的，組織為鐵素體，其形態特徵是裂紋比較粗壯且一般經多條形式存在，無明細尖端，比較圓純，無明細的方向性，除以上典型

Ⅵ 什麼是鑄件的冷裂和熱裂

熱烈是在凝固末期，金屬處於固相線附近的高溫時形成的，特點：裂縫短 縫隙寬 形狀曲折 縫內呈氧化色冷裂是冷卻到低溫處於彈性狀態時所受應力總和大於該溫度下合金的抗拉強度產生的 特點：裂縫細小 呈連續直線 有金屬光澤或輕微氧化色

Ⅶ 鑄造鋁合金的熱處理裂紋造成的原因是什麼

造鋁合金的熱處理裂紋可能產生原因有下面幾種：
1．鑄件結構設計不合理，有尖角，壁的厚薄變化過於懸殊
2．砂型(芯)退讓性不良
3．鑄型局部過熱
4．澆注溫度過高
5．自鑄型中取出鑄件過早
6．熱處理過熱或過燒，冷卻速度過激
詳細的如何解決的方法，可參考【鑄業網】的《鑄造鋁合金的缺陷（四）》這一文章。

Ⅷ 為什麼鑄件會產生熱裂紋

收縮較大的金屬（特別是鑄鋼件），由於高溫時（即凝固期或剛凝固完畢時）的強度和塑性等性能低，是產生熱裂的根本原因。影響熱裂紋的主要因素有：
(1)鑄件材質
①結晶溫度范圍較窄的金屬不易產生熱裂紋，結晶溫度范圍較寬的金屬易產生熱裂紋。
②灰鑄鐵在冷凝過程中有石墨膨脹，凝固收縮比白口鑄鐵和碳鋼小，不易產生熱裂紋，而白口鑄鐵和碳鋼熱裂傾向較大。
③硫和鐵形成熔點只有985℃的低熔點共晶體並在晶界上呈網狀分布，使鋼產生「熱脆」。
(2)鑄件結構鑄件各部位厚度相差較大，薄壁處冷卻較快，強度增加較快，阻礙厚壁處收縮，結果在強度較低的厚處（或厚薄相交處）出現熱裂紋。
(3)鑄型阻力鑄型退讓性差，鑄件高溫收縮受阻，也易產生熱裂紋。
(4)澆冒口系統設置不當如果鑄件收縮時受到澆口阻礙；與冒口相鄰的鑄件部分冷凝速度比遠離冒口部分慢，形成鑄件上的薄弱區，也都會造成熱裂紋。

Ⅸ 熱裂都有哪些影響因素

所有能夠影響合金在熱裂形成溫度范圍內的線收縮、收縮阻礙和合金力學性能的因素，都將對熱裂傾向產生影響，其中主要與合金性質、鑄型阻力、鑄件結構、澆冒口的布置和澆注工藝等方面有關。
1、合金性質的影響
主要決定於合金在熱裂形成溫度范圍內的絕對收縮量和強度。所有能夠擴大有效結晶溫度范圍的元素，都將增大熱裂傾向。凡是能夠減少合金在有效結晶溫度范圍內絕對收縮量的元素和相變，都將減小熱裂傾向。灰口鑄鐵和球墨鑄鐵在凝固過程中發生石墨化膨脹，所以不易形成熱裂，而可鍛鑄鐵胚件和鑄鋼件則容易產生熱裂。
2、鑄型阻力的影響
鑄型的阻力大小主要取決於鑄型或砂芯的退讓性。鑄型退讓性好，鑄件受到的阻力小，形成熱裂的可能性也愈小。濕型較干型的退讓性好。鑄型或型芯的退讓性與型砂中的粘結劑密切相關。值得注意的是，鑄型退讓性對產生熱裂的影響不僅與其退讓性大小有關，更重要的還與其退讓的時刻有關。如果型砂受熱而引起抗壓強度升高達到最大值的時刻恰好與鑄件凝固即將結束的時刻相吻合，則產生熱裂的可能性最大，所以，在採用粘土砂製造薄壁鑄件的型芯時，應注意改善型芯的退讓性。
3、澆、冒口系統分布的影響
鑄件在靠近澆口和冒口的部位，其凝固和冷卻都較慢，溫度較高，當鑄件收縮受阻時，該部位易形成熱裂。因此為保證順序凝固防止鑄件產生縮孔而採取的澆、冒口布置方案會有造成熱裂的危險。所以，在確定採用順序凝固或同時凝固原則時，對於防止縮孔和熱裂之間往往存在著矛盾。澆注系統結構不當，阻礙鑄件的收縮，可能導致鑄件熱裂。同樣，鑄件的披縫太多，亦可能阻礙鑄件收縮，引起鑄件熱裂。
4、澆注工藝的影響
澆注工藝的選擇視鑄件的厚薄而定。對於薄壁鑄件要求較高的澆注溫度和快的澆注速度。除了為保證流動性的要求外，還可以減緩鑄件的凝固速度，延長高溫對鑄型的作用時間，從而增加鑄型的退讓性，有利於防止鑄件外熱裂。至於厚鑄件，則應採用較低的澆注溫度和較慢的澆注速度，以免因縮孔體積增大、初晶粗化及偏析等原因促使鑄件產生內熱裂。
5、鑄件結構的影響
鑄件結構設計不合理，使局部造成過厚的熱節或引起應力集中現象，則熱裂易在這些部位形成。在鑄件厚薄不均的厚實部分和鑄件壁十字交接處都易形成熱裂。

Ⅹ 熱裂紋產生的原因及防治方法

熱裂紋常發生在鑄件最後凝固並且容易產生應力集中的部位，如熱節、拐角或靠近內澆口等處。熱裂紋分為內裂紋和外裂紋。內裂紋產生在鑄件內部最後凝固的地方，有時與晶間縮孔、縮松較難區別。外裂紋在鑄件的表面可以看見，其始於鑄件的表面，由大到小逐漸向內部延伸，嚴重時裂紋將貫穿鑄件的整個斷面。

宏觀裂紋：由於熱裂紋是在高溫下形成的，因此裂紋的表面與空氣接觸並被氧化而呈暗褐色甚至黑色，同時熱裂紋呈彎曲狀而不規則。
微觀裂紋：沿晶界發生與發展，熱裂紋的兩側有脫碳層並且裂紋附近的晶粒粗大，並伴有魏氏組織
熱裂紋形成的溫度范圍
熔模鑄件的熱裂紋到底是在什麼溫度下發生的，長期以來說法不一．到目前為止歸納起來仍有兩種：其一，熱裂紋是在凝固溫度范圍內但接近於固相線溫度時形成的，此時合金處於固-液態；其二，熱裂紋是在稍低於固相線溫度時形成的，此時合金處於固態。
熱裂紋的防止措施
1．提高鑄件在高溫時的強度與塑性
(1)合理選材
選材是一項極為復雜的技術和經濟問題。所渭合理選材就是選用的材質應該同時滿足鑄件的使用性、工藝性和經濟性。對於鑄件而言，主要是鑄造工藝性(熱裂性、流動性和收縮性等)。如果該材質的鑄造工藝性能不佳，熱裂傾向性大，那麼澆注出來的鑄件產生熱裂紋的廢品率就高。
(2)保證熔煉質量
在鑄鋼合金成分中，最有害的化學成分是硫。當wS＞0.03％，以O.05％的臨界鋁含量脫氧，硫化物以鏈狀共晶形式分布時，塑性很低，易引起熱裂紋。在熔煉時，可以加入適量的強脫硫劑稀土元素，以減少合金中的含硫量。只要稀土元素的加入工藝合理，其脫硫效果為40％～50％：並且稀土元素能細化晶粒，改變夾雜物的形態與分布，從而減輕了熱裂紋的程度(指裂紋的大小與深淺)和降低了熱裂紋的數量。
另外，分布於鑄鋼晶界的低熔點夾雜物將降低它的強度和塑性，並且隨著夾雜物的增多，強度和塑性下降，促使形成熱裂紋。在熔煉時，應選用干凈、清潔的爐料；採用合理的熔煉工藝，加強操作，才能保證熔煉質量。
2.提高型殼的退讓性，減少鑄造應力
(1)鑄件的結構
其與形成熱裂紋的關系很大。結構不合理，如壁厚相差較大、熱節較多而且較大、壁厚薄的轉角處圓角太小或呈尖角引起應力集中等，均會引起熱裂紋的產生。
鑄件的壁厚不勻，導致鑄件的冷卻速度不一致。薄壁處先冷凝，並且有一定的強度，其對厚壁處的冷凝收縮起到阻礙作用(使厚壁處收縮時受到拉應力)。當阻力超過此時厚壁處合金的強度極限時，就產生熱裂紋。
鑄件壁厚薄的轉角處圓角太小或呈尖角，引起應力集中，促使熱裂紋的產生；圓角太大，又出現新的熱節。因此，應通過實驗選擇適當的鑄造圓角。
(2)澆注系統
澆冒口的設置可能造成鑄件收縮時的熱阻礙和機械阻礙。鑄件在靠近內澆道的部位，凝固的較晚、冷卻較慢。因此，鑄件在此薄弱的部位容易引起熱裂紋。如果將內澆道分散，使金屬液從幾處進入型腔，就能分散熱應力，減少鑄件收縮時的熱阻礙和機械阻礙，防止或減少熱裂紋的產生。
為了使熔模鑄件順序凝固，以利於補縮，而把內澆道設置在鑄件厚大處。這使鑄件上的熱量分布極不均勻，產生較大的溫度梯度，鑄件收縮很不一致，易造成熱裂紋。這就需要改變內澆道的位置，使鑄件由順序凝固變為同時凝固。鑄件各處的溫度均勻，冷凝較一致，可以減少或防止了鑄件形成熱裂紋。這樣做可能減少了熱裂紋，卻可能使鑄件產生縮孔和縮松。
(3)澆注工藝
澆注溫度和澆注速度對鑄件產生熱裂紋的影響比較復雜。一般來說，對於薄壁件宜採用較高的澆注溫度和較快的澆注速度。這可以使鑄件溫度很快趨向均勻，防止局部過熱，同時可以使鑄件冷凝較慢，減少鑄件的收縮應力，從而減少或防止熱裂紋的產生。對於厚壁件宜採用較低的澆注溫度和較慢的澆注速度。如果厚壁件也採用高的澆注溫度和快的澆注速度，則金屬液的收縮大、晶粒粗化，更易使鑄件產生熱裂紋；嚴重時將使鑄件同時形成熱裂紋和縮孔(如果兩個缺陷出現在同一個部位，即為縮裂)。
(4)型殼的退讓性
鑄件在冷凝過程中收縮受到型殼的阻礙時產生了收縮應力，收縮應力的大小直接影響到鑄件是否產生熱裂紋。因此，提高型殼的退讓性非常重要。型殼的退讓性好，則鑄件收縮時的阻力小，形成熱裂紋的可能性小。