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铝合金铸造金属组织连续性及铸造应力
作者:三众模具    发布于:2019-09-04 08:11:15    文字:【】【】【
铝合金铸造在进行操作时其铸造裂纹是危害较大的一种缺陷,它破坏了金属组织的连续性,在随后的挤压或压延加工过程中无法压合,所以铸锭检验时把有裂纹的铸锭视为废品。铸造裂纹的存在严重影响铝加工企业的生产效率与经济效益,因此有必要对其进行系统地分析及研究,以便在生产中采取有效措施减少裂纹缺陷的产生,提高铸锭成品率。
铝合金铸造裂纹的分类
按其形成过程通常将铸造裂纹分为热裂纹与冷裂纹。热裂纹是在有效结晶区间(自线收缩开始温度起,至不平衡固相线温度止的结晶温度区间)形成的裂纹。以圆铸锭为例,其宏观表现形式为表面裂纹、中心裂纹、环状裂纹、放射状裂纹、浇口裂纹等,冷裂纹是指合金低于合金固相线温度时形成的裂纹,多发生在200℃左右。侧裂、底裂、劈裂多为冷裂纹。
铝合金铸造的冷裂常出现在铸件受拉伸的部位,那些壁厚差别大、形状复杂的铸件,尤其是大而薄的铸件易发生冷裂纹。凡是能增加铸造应力、降低铸造强度和塑性的因素都将促使冷裂纹的发展。
铝合金铸造是一种普通又很难完全消除的铸造缺陷,几乎在所有的工业变形铝合金中都能发现。关于热裂纹的形成机理主要有强度理论、液膜理论和裂纹形成理论3种。其中,强度理论比较通用,该理论从对合金高温力学性能的研究结果出发,认为所有合金在固相线温度之上的固液区内都存在着一个强度极低、延伸率极小的“脆性温度区间”,合金在这个区间冷却时,当收缩而产生的应力如果超过了此时金属的强度,或者由应力而引起的变形超过了金属的塑性,会导致热裂纹的产生。
在生产过程中一般不存在纯粹的热裂纹或冷裂纹,大部分都先产生热裂纹,然后在冷却过程中由热裂纹发展成为冷裂纹。
在凝固末期,铸件绝大部分已凝固成固态,但其强度和塑性较低,当铸件的收缩受到铸型、型芯和浇注系统等的机械阻碍时,将在铸件内部产生铸造应力,若铸造应力的大小超过了铸件在该温度下的强度极限,即产生热裂纹。而冷裂纹是在铸件凝固后冷却到弹性状态时,因局部铸造应力大于合金极限强度而引起的开裂。总结可知,产生铸造裂纹的本质原因是由于组织内应力与外部机械应力太大,超过材料塑性变形能力,引起金属组织不连续而开裂。
标签:铝合金铸造

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