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K型套管管件熱裂紋產(chǎn)生的原因與生產(chǎn)中的注意事項(xiàng)<一>、K型套管熱裂紋產(chǎn)生的原因
K型套管形成熱裂紋的理論原因和實(shí)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(yīng)力和收縮應(yīng)力。
液體金屬澆入到鑄型后，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(dāng)凝固后期出現(xiàn)大量的枝晶并搭接成完整的骨架時，固態(tài)收縮開始產(chǎn)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K型套管收縮不受任何阻礙，那么枝晶骨架可以自由收縮，不受力的作用。當(dāng)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(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過其材料強(qiáng)度時，枝晶之間就會產(chǎn)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并補(bǔ)充，那么鑄件不會產(chǎn)生熱裂紋。相反，如果開裂處得不到金屬液的補(bǔ)充，鑄件就會出現(xiàn)熱裂紋。
由此可知，寬凝固溫度范圍，糊狀或海綿網(wǎng)絡(luò)狀凝固方式的合金較容易產(chǎn)生熱裂。隨著凝固溫度范圍的變窄，合金的熱裂傾向變小，恒溫凝固的共晶成分的合金較不容易形成熱裂。熱裂形成于鑄件凝固時期，但并不意味著鑄件凝固時必然產(chǎn)生熱裂。主要取決于鑄件凝固時期的熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力。鑄件凝固區(qū)域固相晶粒骨架中的熱應(yīng)力，易使鑄件產(chǎn)生熱裂或皮下熱裂；外部阻礙因素造成的收縮應(yīng)力，則是鑄件產(chǎn)生熱裂的主要條件。處于凝固狀態(tài)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(yīng)力（拉應(yīng)力），鑄件熱節(jié)，特別是熱節(jié)處尖角所形成的外殼較薄，就成為收縮應(yīng)力集中的地方，鑄件較容易在這些地方產(chǎn)生熱裂。
熱裂紋產(chǎn)生的原因體現(xiàn)在工藝和鑄件結(jié)構(gòu)方面其中有：鑄件壁厚不均勻，內(nèi)角太?。淮罱硬课环植嫣?，鑄件外框、肋板等阻礙鑄件正常收縮；澆冒口系統(tǒng)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(qiáng)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(diǎn)相形成元素超標(biāo)，鑄鋼鑄鐵中硫、磷含量高；鑄件開箱落砂過早，冷卻過快。
<二>、K型套管生產(chǎn)中的注意事項(xiàng)
(1)K型套管原鐵水中的硫含量和其他微量元素不應(yīng)過高。如果原鐵水中硫等微量元素含量過高，需要多的球化劑或稀土含量較高的球化劑，這增加了球化劑的成本。另外，過多的球化劑會造成多的夾渣，不利于鑄件質(zhì)量的穩(wěn)定。稀土含量過高，容易在大斷面鑄件上產(chǎn)生碎石墨。
(2)K型套管球化處理的穩(wěn)定性。球化工藝是K型套管生產(chǎn)中的關(guān)鍵工藝。只有球化工藝穩(wěn)定，鑄件質(zhì)量才能穩(wěn)定。根據(jù)不同的產(chǎn)品和鐵水含硫量，需要加入多少球化劑和孕育劑。作業(yè)指導(dǎo)書要寫好，嚴(yán)格執(zhí)行。
(3)避免長時間等待。球化孕育后應(yīng)立即澆注。隨著時間的推移，殘余鎂會燃盡，孕育效果降低。
(4)避免過量殘留鎂含量。較高的殘余鎂含量會增加鑄件的收縮傾向。對于一般K型套管，殘余鎂含量應(yīng)控制0.035%~0.045%，對于高鎳K型套管，殘余鎂含量應(yīng)控制在0.06%~0.07%。
(5)對要求較高的鑄件使用較好的孕育劑。風(fēng)電零件和要求的高鐵零件應(yīng)選用孕育效果強(qiáng)的流動孕育劑(如專Ultraseed/Ce)。其特點(diǎn)是可以顯著增加石墨球的數(shù)量，石墨球呈圓形。
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