铸钢件的热裂与防止方法

铸钢件的热裂与防止方法

铸钢件的热裂是在较高温度下形成的，由于温度较高裂纹被氧化，有明显的氧化色，有时会近似黑色，有时可在裂口内看到树枝状结晶。因热裂纹是沿着晶粒边界产生和发展的，所以热裂纹曲折而不规则。

热裂有外裂和内裂两种，在铸件表面可以看见的热裂为外裂，其裂口外大内小，由表面逐渐向里延伸，裂纹有时会贯穿整个断面。外裂常发生在铸件截面突变处和拐角处，局部常有很多小分叉，一般发生在铸件之后凝固的部位。

裂纹降低了铸件的强度等性能，破坏了基体金属的连续性，使用时裂纹还会继续扩展而使铸件断裂。稍大的外裂用肉眼可以发现，小裂纹可以用探伤方法检查，如果铸件焊接性能好，可以焊补修复。内裂隐藏在铸件内部，只有用探伤方法检查，即便发现也很难修复，甚至不能修复，如发现不了，其危害更大。

热裂的产生主要是因钢在热裂产生时强度不够或收缩受阻，因此要防止热裂的发生也要从这两个方面入手，根据钢种的不同和铸件的结构特点再做具体的分析。

(1)铸件结构方面 工艺人员应审核零件图样，如圆角不够、壁厚差过大以及结构上有阻碍收缩的地方，应建议更改或采取必要的措施预防，如在可能裂纹处设防裂肋、冷铁等。

下面是用冷铁消除裂纹的例子。渗碳架铸件(图5-11)，材料为耐热不锈钢，不加工，采用潮模生产。由于杆的吊环(用砂芯形成)与上部的圆盘严重阻碍了杆的收缩，在紧靠圆盘下面，截面变化位置处出现裂纹，严重时会把杆拉断。为此在该处放置冷铁，这样原裂纹处由于冷铁的存在，在浇注和凝固的过程中，先于其他部位凝固成形，有了足够的强度抵抗杆凝固过程产生的收缩应力，从而消除了裂纹。

(2)造型方面 注意改善铸型和型芯的退让性，如在粘土砂中加些木屑，采用薄壁空心型芯，在大型芯中放置焦炭、草绳等松散材料，减少芯骨和箱挡引起的阻碍，在冒口和箱挡之间贴着箱挡放上木条，造完型后取出木条，这样冒口和箱挡之间就有了足够的退让空间，把内浇道分散引入铸型或从铸件较薄处引入，使铸件各部分的温度趋向一致，减少热应力。

(3)提高钢的强度 减少钢中有害杂质，如S、P的含量，尤其是S的含量，因为S对热裂的形成更为敏感。采用硅钙、硅锰等复合脱氧剂，提高脱氧效果。减少氧化夹杂物并改变其形状和分布状态。对铸钢进行孕育处理细化晶粒，改善凝固时的粗晶组织，消除柱状晶，如石化工业用的ZGCr28Mo2、高铬钢铸件，由于晶粒粗大易造成裂纹，在加入Ti后细化了晶粒，解决了热裂纹问题。