Dlaczego części ze staliwa produkowane przy użyciu modeli fizycznych czasami zawierają zadziory?

Surowcami używanymi do kucia są odlewy, płyty walcowane, materiały wytłaczane i kute półfabrykaty. Płyty walcowane, materiały wytłaczane i półfabrykaty kute to półprodukty przetwarzane od odlewów poprzez walcowanie na zimno, wytłaczanie i kucie. Ogólnie rzecz biorąc, wady wewnętrzne lub powierzchniowe odlewów są czasami nieuniknione. Na przykład wewnętrzny skład strukturalny i porowatość skurczowa. Różne wady surowców nie tylko wpływają na formowanie odlewów stalowych, ale także wpływają na ich jakość.

Według niepełnych statystyk, w przemyśle lotniczym około połowa przyczyn uszkodzeń odlewów staliwnych wynika z nieodłącznych wad surowców. Dlatego nie można ignorować kontroli jakości surowców.

Wady odlewów stalowych spowodowane wadami surowców obejmują na ogół:

1. Pęknięcia powierzchniowe

Producenci odkuwek precyzyjnych odkryli, że pęknięcia powierzchniowe są powszechne w prętach walcowanych na zimno i kutych, zwykle pojawiają się w postaci równoległych linii, zgodnych z głównym kierunkiem odkształcenia podczas walcowania na zimno lub kucia. Przyczyn tego typu wad jest wiele, np. pęcherze podskórne w odlewie stali rozciągające się wzdłuż kierunku odkształcenia podczas walcowania na zimno, jednocześnie eksponując się na powierzchnię i rozwijając się w najgłębszą część struktury wewnętrznej. Ponadto, jeśli powierzchnia kęsa zostanie zarysowana podczas walcowania na zimno, podczas chłodzenia powstaną naprężenia, które mogą prowadzić do pęknięć wzdłuż zarysowań. Jeśli pęknięcia te nie zostaną usunięte przed kuciem, mogą się rozszerzyć podczas kucia, powodując pęknięcia odlewu stalowego.

2. Fałdy

Fałdy powstają podczas walcowania kęsa metalowego, na skutek nieprawidłowych rowków matrycy w taśmie walcowanej na gorąco lub na skutek wtapiania się zadziorów ze zużytej powierzchni rowka matrycy podczas walcowania na zimno, tworząc fałdę pod pewnym kątem do powierzchni przedmiotu obrabianego. W stali konstrukcyjnej fałdy zawierają wtrącenia złożone, a wokół nich występuje nawęglanie. Jeśli fałdy nie zostaną usunięte przed kuciem, mogą spowodować fałdy lub pęknięcia odlewu stalowego.

3. Strupy

Strupy to warstwa odłączalnego filmu na zlokalizowanym obszarze powierzchni walcowanej płyty. Tworzenie się strupów następuje głównie na skutek rozpryskiwania się i krzepnięcia roztopionej stali na powierzchni odlewu w trakcie odlewania, a następnie podczas walcowania na zimno zwijania się w folię, przylegającą do powierzchni walcowanej blachy, czyli parcha. Po wytrawieniu i pasywacji folia z tworzywa sztucznego na kutym odlewie stalowym może się odkleić, powodując wady powierzchni odlewu.

4. Powierzchnia pęknięcia blaszkowatego

Cechą lamelarnej powierzchni pęknięcia jest to, że powierzchnia pęknięcia lub przekrój jest bardzo podobna do połamanych płyt bluestone lub korzeni drzew. Pęknięte powierzchnie pęknięć są powszechne w stali węglowej (stal stopowa chromowo-molibdenowa, materiały ze stali chromowo-niklowo-wolframowej itp.) i obserwowano je również w innych stalach węglowych. Ten typ defektu jest spowodowany głównie wtrąceniami niemetalicznymi, skurczem bliźniaczych kryształów i porowatością stali, które wydłużają się wzdłuż kierunku walcowania podczas kucia i walcowania, powodując, że stal wygląda na warstwową. W przypadku zbyt dużej ilości zanieczyszczeń istnieje ryzyko pękania warstwowego podczas kucia. Im poważniejsza jest powierzchnia pęknięcia lamelarnego, tym gorsza jest plastyczność i ciągliwość stali, zwłaszcza niższe są poprzeczne właściwości mechaniczne. Dlatego stal z pewnymi wadami warstwowymi jest niedopuszczalna.

5. Jasne linie (jasne strefy)

Jasne linie to cienkie linie o właściwościach odblaskowych, które pojawiają się jako ciemne kryształy na podłużnej powierzchni pęknięcia, przeważnie przebiegające przez powierzchnię pęknięcia i najczęściej występujące w części środkowej. Jasne linie mogą być spowodowane segregacją stopu. Nieznaczne jasne linie nie wpływają na właściwości mechaniczne, ale mocne jasne linie znacznie zmniejszą plastyczność i ciągliwość materiału.