Строгий контроль содержания серы и морфологии сульфидов: Поддерживать содержание серы в отливках ниже0,03%и предотвращают образование сульфидов типа II. В стальных отливках сульфиды существуют в трёх формах: тип I (сферические, безвредные), тип II (распределенные по границам зёрен прерывистым образом, склонные к образованию трещин) и тип III (полосчатые, малоопасные). Регулировкасоотношение марганца и серы (Мн/S)способствует образованию сферических сульфидов типа Ⅰ, сводя к минимуму сульфиды типа Ⅱ.

Ограничение синергетического эффекта серы и фосфора: Для отливок из углеродистой стали убедитесь, чтоС + П ≤ 0,07%. Фосфор значительно снижает высокотемпературную пластичность стали, а его сочетание с серой увеличивает риск образования горячих трещин, что требует одновременного контроля обоих элементов.

Контроль остаточного содержания алюминия: При использовании алюминия для раскисления соблюдайтеостаточный алюминий (Al_residual) ≤ 0,1%. Избыточное содержание остаточного алюминия приводит к образованию Эл₂S₃ или AlN, что приводит к образованию трещин в стали, напоминающих трещины горных пород, и резко снижает стойкость отливок к образованию горячих трещин.

Уменьшение размера зерна для повышения стойкости к трещинам: Добавлятьредкоземельный + кальций-кремнийВведение композитных модификаторов в расплавленную сталь. Это обеспечивает не только раскисление и десульфурацию, но и измельчение зерна за счет гетерогенного зародышеобразования. Испытания стали NiCrMoV показывают, что расплавленная сталь, обработанная редкоземельными металлами + кальцием и кремнием, проявляетболее чем в два раза выше трещиностойкостьпо сравнению с необработанной сталью, поскольку измельченные зерна рассеивают усадочные напряжения и уменьшают межкристаллитные трещины.

Снижение температуры заливки: Минимизировать температуру заливки расплавленной стали, обеспечивая при этом полное заполнение отливки. Для углеродистой стали с содержанием углерода 0,19% стойкость к образованию горячих трещин при 1550 °C составляет почтидвойнойпри 1600 °C. Чрезмерно высокие температуры заливки увеличивают время затвердевания, увеличивают время пребывания отливки в высокотемпературной хрупкой зоне и увеличивают разницу температур между отливкой и формой, что приводит к повышению усадочных напряжений.

Увеличение скорости заливки тонкостенных отливок: Для тонкостенных отливок (например, стальной отливки весом 125 кг с толщиной стенки 15 мм) требуется более высокая скорость заливки, чтобы избежать трещин, вызванных чрезмерными перепадами температур при затвердевании. Испытания показывают, что горячие трещины не образуются при контроле времени заливки до 14 секунд, тогда как очевидные трещины появляются при увеличении времени заливки до 40 секунд.

Установка ребер, предотвращающих появление трещин: Добавьте рёбра, препятствующие образованию трещин, в местах, подверженных их образованию (например, в местах перехода толщины стенок, в углах). Эти рёбра перенаправляют и рассеивают напряжение, служа прямым и эффективным способом предотвращения образования горячих трещин.

Своевременное открытие формы: Откройте песчаную форму сразу после затвердевания отливки, чтобы снять ограничения в отливке, уменьшить внутреннее напряжение, вызванное ограниченной усадкой, и снизить риск образования горячих трещин.

Улучшение высокотемпературных характеристик смолы: Уменьшите дозировку смолы или модифицируйте фурановую смолу для поддержаниятермопластичностьПри высоких температурах минимизируется коксование (коксование делает форму твёрдой и хрупкой, не обеспечивая амортизации). Это обеспечивает достаточный зазор в форме для усадки отливки.

Улучшение амортизации формы: Добавьте добавки, такие как древесная мука или гранулы пенопласта, в песок на основе фурановой смолы или поместите пластиковые подушки в области, где усадка отливки наиболее ограничена, чтобы улучшить сжимаемость формы при высоких температурах.полые песчаные сердечникидля уменьшения толщины песчаных стержней (форм), что снижает нагрузку на форму при литье. Например, образование горячих трещин в отливках клапанов определённого типа было полностью устранено путём простого уменьшения толщины песчаных стержней и улучшения соединений рамы стержня.

Предотвращение микротрещин, вызванных проникновением серы: Использоватьотвердители на основе фосфорной кислотыВместо сульфокислотных отвердителей. Отвердители на основе сульфокислот легко способствуют проникновению серы на поверхность отливки, образуя микротрещины (места зарождения трещин), в то время как фосфорнокислотные отвердители эффективно предотвращают проникновение серы. Кроме того, для предотвращения проникновения серы в отливку следует использовать серозащитные покрытия на поверхности формы.

Выбор формовочных материалов с низким коэффициентом расширения: Замените кварцевый песок (который имеет высокий коэффициент объемного расширения при высоких температурах и легко оказывает сжимающее напряжение на отливку) на материалы с низким расширением, такие какхромитовый песокдля уменьшения ограничений по расширению формы при отливке.

Правильное использование мер охлаждения: Разместите охладители или примените другие методы охлаждения в зонах, подверженных образованию трещин, чтобы отрегулировать последовательность затвердевания отливки, избегая концентрированных напряжений из-за медленного затвердевания в локальных областях.

Увеличить угловые скругления: Избегайте острых углов (они легко вызывают концентрацию напряжений и являются зонами повышенного риска образования горячих трещин). Замените прямые углы или небольшие скругления на скругления с радиусом ≥ 3 мм.

Оптимизация переходов толщины стенок: Избегайте резких перепадов толщины стенок (например, ступенчатых переходов от толстых к тонким). Используйте постепенные переходные структуры, чтобы уменьшить неравномерность затвердевания, вызванную разницей в толщине, и снизить концентрацию напряжений.