금속 재료의 일반적인 결함 소개
주조 제품의 주요 결함에는 편석, 기공, 수축 및 다공성, 개재물, 균열, 저온 장벽 및 기타 결함이 포함됩니다.
1, 분리
분리-주물에서 화학 성분이 고르지 않은 현상. 분리는 주물의 성능을 고르지 않게 만들고 심한 경우 폐기물을 유발할 수 있습니다.
분리는 마이크로 분리와 매크로 분리의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
입내 분리 (분기 분리라고도 함)-미세 분리의 일종 인 결정립 각 부분의 고르지 않은 화학적 조성을 의미합니다. 고용체를 형성하는 합금의 결정화 과정에서 원자가 매우 느린 냉각 조건에서 완전히 확산 될 때만 균일 한 화학 조성을 가진 결정 입자를 얻을 수 있습니다. 실제 주조 조건에서 합금의 응고 속도는 상대적으로 빠르며 원자가 충분히 확산되지 않습니다. 이런 식으로 수지상 방식으로 자란 곡물의 화학적 조성은 고르지 않아야합니다. 입자 내 분리를 제거하기 위해 주조를 고온으로 재가열하고 원자가 완전히 확산 될 수 있도록 장기간 보관할 수 있습니다. 이 열처리 방법을 확산 어닐링이라고합니다.
밀도 분리 (이전에는 비중 분리라고 함)-일종의 매크로 분리 인 주물 상부 및 하부의 고르지 않은 화학적 조성을 나타냅니다. 구성 합금 원소의 밀도가 매우 다른 경우, 주조가 완전히 응고 된 후 대부분의 저밀도 원소는 상부에 집중되고 고밀도 원소는 하부에 더 집중됩니다. 밀도 분리를 방지하려면 주입하는 동안 용융 금속의 냉각을 완전히 저어 주거나 가속화하여 밀도가 다른 요소를 제때 분리 할 수 없도록합니다. 많은 종류의 매크로 분리가 있습니다. 밀도 분리 외에도 포지티브 분리, 역 분리, V 자형 분리 및 밴드 분리가 있습니다.
2, 기공
금속 응고 과정에서 가스의 용해도가 급격히 감소하고 고화도가 높은 고체 금속에서 빠져 나와 용융물에 머물러 기공을 형성하기가 어렵습니다. 수축 구멍의 모양과 달리 기공은 일반적으로 둥글거나 타원형이거나 길며, 개별적으로 또는 연속적으로 분포되어 있으며 내벽이 매끄 럽습니다. 구멍 속의 일반적인 가스는 H2, CO, H2o, CO2 등입니다. Ingot에서 기공이 나타나는 위치에 따라 내부 기공, 피하 기공 및 표면 기공으로 구분됩니다. 기공의 존재는 잉곳의 유효 부피와 밀도를 감소시킵니다. 가공 후 압축 및 변형이 가능하지만 용접이 어렵 기 때문에 제품에 Skinning, Blistering, Pinhole, Crack 등의 불량이 발생합니다.
3. 수축 및 수축
금속은 응고 과정에서 부피가 줄어들고 용융물은 제 시간에 보충 될 수 없으며 수축 구멍 또는 수축 공극이라고하는 최종 응고 위치에 수축 구멍이 나타납니다. 크고 집중된 수축 공동을 집중 수축 공동이라고하고, 작고 산란 된 수축 공동을 수축 기공이라고하며, 입자 경계와 수상 돌기 사이에 나타나는 수축 기공을 미세 수축 기공이라고합니다.
수축 공동의 표면은 대부분 고르지 않고 거의 들쭉날쭉하며 입계와 수상 돌기 사이의 수축 공동은 종종 각이 져 있습니다. 일부 수축 구멍은 종종 침전 된 가스로 채워지며 구멍 벽은 비교적 부드럽습니다. 이때 수축 구멍도 모공입니다. 종종 저 융점 물질이 동반됩니다. 단면의 중앙 영역에 수축 구멍이 나타납니다. 시트 헤드의 수축 구멍은 대부분 테이퍼 형이며 내부 표면이 고르지 않거나 거친 결정 구조가 있습니다. 중간에 위치한 간헐적 수축 구멍은 대부분 불규칙한 모양의 구멍입니다. 내부는 때때로 금속 응고 중에 석출 된 가스로 채워지며 표면은 비교적 매끄 럽습니다. 후속 공정에서 용접하고 박리 및 기포를 형성하는 것은 종종 어렵습니다. 수축 캐비티 주변은 가공 중에 응력 집중 및 균열을 일으키기 쉽습니다.
수축 기공은 종종 섹션의 중앙 또는 전체 섹션 근처에 분포하고 때로는 수축 공동 근처에 나타나며 입자 경계 또는 수상 돌기 틈에 분포 된 작은 산포 기공이 있습니다. 일부 작은 수축은 육안으로 감지하기 어렵고 현미경 또는 수압 테스트를 통해서만 감지 할 수 있습니다. 다공성은 비 압축 금속 구조를 생성하여 합금의 기계적 특성과 내식성을 크게 감소시킵니다.
수축 캐비티 및 수축 다공성 영역의 크기는 합금의 응고 수축 계수, 금속 액체의 유동성, 결정화 온도 범위의 폭, 잉곳의 단면 크기, 주조 온도 및 응고와 관련이 있습니다. 정황. 합금의 응고 수축 계수가 클수록 잉곳 섹션의 크기가 클수록 수축 캐비티가 더 심각해집니다. 합금'의 결정화 온도 범위가 좁고 유동성이 좋을수록 수축 캐비티가 더 집중됩니다. 반대로, 합금'의 결정화 온도가 넓고 응고 중에 결정화 전이 영역이 넓을수록 수축 다공성을 형성하기가 더 쉽습니다.
수축 캐비티 및 수축 다공성의 주된 이유는 불합리한 제련 공정, 낮은 주조 온도, 공급 불량 및 컷오프입니다. 높은 냉각 강도 및 빠른 주조 속도 : 불합리한 금형 설계, 너무 낮고 습한 보온 캡 : 합금 결정은 광범위한 온도 스킨과 열악한 유동성을 가지고 있습니다.
4. 포함
기판과 명백한 인터페이스를 갖고 성능이 크게 다른 금속 또는 비금속 물체를 개재물이라고합니다.
개재물의 특성에 따라 금속 개재물과 비금속 개재물의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 금속 함유 물은 비금속 및 녹지 않은 고 융점 순수 금속 입자 및 이종 이종 금속에 불용성 인 다양한 금속 화합물의 1 차 결정을 말합니다. 비금속 개재물에는 산화물, 황화물, 탄화물, 플럭스, 슬래그, 코팅 및 노 라이닝 파편 및 규산염 등이 포함됩니다.
내포물의 다른 출처에 따라 내인성 개재물과 외인성 개재물을 나눌 수 있습니다. 내인성 개재물은 자유 상태로 존재하거나 비금속과 결합하여 화합물을 형성하는 상태로 존재할 수 있거나, 다양한 불순물의 조합 일 수있다.
내인성 개재물에 침전 된 고 융점 금속 화합물의 1 차 결정 또는 순수 금속은 대부분 규칙적인 입자, 블록, 플레이크 또는 바늘이며 분포가 매우 고르지 않습니다. 저 융점 금속 화합물은 종종 입자 경계를 따라 또는 비드, 구체, 네트워크 또는 필름 형태로 수상 돌기 축 사이에 침전됩니다. 압력 가공시 가소성이 좋은 개재물은 가공 방향을 따라 늘어나고 변형 될 수 있으며, 가소성이 좋지 않은 개재물은 주조 형태로 남아 있거나 가공 방향을 따라 간헐적 인 체인으로 분산되는 작은 입자로 부서집니다.
생산 과정에서 용광로 라이닝과 도구에서 이물질이 벗겨집니다. 일반적으로 두껍고 모양이 불확실합니다. 매트릭스와는 전혀 다른 화학적 조성과 조직을 가지고 있기 때문에 파단 또는 절단시 다양한 색상과 부식 조건에 따라 찾을 수 있습니다.
5. 크랙
금속 응고 과정에서 생성되는 균열을 고온 균열이라고합니다. 응고 후 생성되는 균열을 콜드 균열이라고합니다. 균열은 금속의 무결성을 파괴합니다. 적시에 처리하여 제거 할 수있는 몇 가지를 제외하고 일반적으로 후속 처리 및 사용 중에 응력 집중 영역을 따라 확장되어 결국 균열이 발생합니다.
열간 균열은 잉곳이 완전히 응고되지 않았거나 응고되지 않았고, 액체, 고체 수축 및 금속의 응고 수축으로 인해 입자 경계와 수상 돌 사이에 소량의 저 융점 상이있는 경우입니다. 응력이 현재 금속 강도 또는 선을 초과합니다. 수축이 합금의 연신율보다 클 때 형성됩니다. 다른 위치에 따라 열 균열은 표면 균열, 중앙 균열, 방사형 균열 및 측면 가로 균열로 나눌 수 있습니다. 열 균열은 대부분 입자 경계를 따라 확장되며 불규칙한 꼬임과 가지, 종종 가지가 있으며 균열에 산화막이 있거나 표면에 약간의 산화 색상이있을 수 있습니다.
열 균열에 영향을 미치는 요소에는 합금의 특성 (합금'의 응고 수축 계수 및 고온 강도 스킨 등), 주입 공정 및 잉곳 구조가 포함됩니다. 합금의 특정 원소와 불용성 저 융점 불순물은 고온 균열 경향을 크게 증가시킬 수 있습니다. 반 연속 잉곳의 냉각 속도가 더 높기 때문에 철 몰드 잉곳보다 열 균열 경향이 훨씬 큽니다. 주조 중 주조 속도를 높이면 열간 균열 경향도 증가합니다. 잉곳 구조의 관점에서 보면 단면 크기가 클수록 쉽습니다. 열 균열이 발생했습니다.
냉간 균열은 잉곳이 낮은 온도에서 탄성 상태로 냉각되는 경우입니다. 잉곳 내부와 외부의 온도차가 크면 수축 응력이 일부 약한 부분에 집중 될 수 있습니다. 응력이 금속의 강도 및 가소성 한계를 초과하면 잉곳이 냉간 균열로 나타납니다. 냉간 균열의 특성은 대부분 결정질 균열이며 대부분이 직선으로 확장됩니다. 균열은 규칙적이고 직선이며 직선입니다. 차가운 균열은 종종 뜨거운 균열로 인해 발생합니다.
주조 균열의 직접적인 원인은 주조 응력의 존재입니다. 원인은 다음과 같습니다. 부적절한 주조 온도, 빠른 속도, 과도하거나 낮은 냉각 속도, 고르지 않은 냉각; 부적절한 연속 주조 공정; 합금 자체는 뜨거운 취성과 강도가 있습니다. 커버링 제 또는 윤활제의 불합리한 선택; 틀, 도가니, 브래킷, 주조 파이프 등의 설계 불량, 변형 또는 부적절한 설치
6, 콜드 파티션
잉곳 표면에 주름이나 층상 결함이 나타나거나 잉곳 내부의 금속 불연속성이 나타나는 것을 총칭하여 콜드 파티션이라고합니다.
냉간 간격 잉곳의 외부 표면은 고르지 않고 층이 연속적이지 않으며 단면이 층을 이루며 종종 중간에 산화막 및 관련 가스 구멍과 같은 결함이 있습니다.
모양에 따라 콜드 베리어는 주름 형과 적층형의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 주조 온도가 낮 으면 용융 된 금속 표면에서 생성 된 필름 응축수가 나중에 주입 된 금속과 융합되지 않아 주름진 콜드 베리어가 생성됩니다. 스택 형 콜드 파티션이 더 일반적입니다. 이는 용탕의 정압이 금속의 표면 장력과 산화막의 강도보다 크기 때문입니다. 용융 된 금속은 산화막을 뚫고 금형 벽으로 들어가지만, 강력한 접지 냉각은 금속 유동성을 매우 빠르게 만듭니다. 결과적으로 산화막 응축수와 융합되어 적층 된 냉장 벽을 형성 할 수 없습니다.
콜드 파티션은 외관의 다른 부분에 따라 표면 콜드 파티션, 피하 콜드 파티션 및 중앙 콜드 파티션으로 나뉩니다.
저온 차단막의 이유 : 낮은 주조 온도, 높은 냉각수 압력, 불안정한 주입 속도, 큰 액체 레벨 변동, 중간 흐름 중단 및 공급 불량은 저온 차단막 형성의 중요한 요소입니다. 심한 표면 냉장 장벽이 잉곳으로 확장되고 피하 냉간 분할이 발생합니다. 금형 내벽의 부적절한 설계와 부적절한 재료 선택은 냉간 분할의 출현으로 이어질 수 있습니다.
콜드 파티션은 금속 표면 및 내부의 무결성에 영향을 미치는 잉곳의 일반적인 결함 중 하나이며 가공 및 사용에 영향을 미치며 심각한 경우 가공 균열 및 기타 표면 결함을 유발합니다.
7 고르지 않은 곡물
잉곳의 다른 부분에서 입자 크기가 크게 다른 현상을 입자 불균일이라고합니다.
일반적인 것들은 다음과 같습니다 : 슬래브 결정의 중심선이 중심에서 벗어나고, 양쪽의 두꺼운 주상 결정, 방향 차이가 크고, 주상 결정이 비 틀리고, 방향이 무질서합니다. 둥근 잉곳은 심하게 편심하고 국부적으로 큰 원주 형 결정이며 국부적 인 결정 입자는 작습니다. 부유 결정 또는 기타 비정상적으로 거친 입자.
주된 이유 : 금형의 내벽이 거칠고 금형이 변형되고 윤활제 코팅이 고르지 않게 분포되어 있습니다. 냉각 강도 차이가 크고 냉각수 흐름이 고르지 않고 촬영 각도가 불합리하며 방향이 무질서합니다 : 긴 주조 시간, 주조 온도 낮음, 느린 냉각 등.
8. 기타 표면 결함
잉곳의 일반적인 표면 결함에는 흉터, 움푹 들어간 표면, 구덩이, 버, 세로 줄무늬, 수평 슬러브 등이 있습니다.
(1) 삼면
잉곳 표면의 다양한 요철을 피팅이라고합니다. 구멍이 뚫린 표면에는 페인트, 피 복제, 산화물 및 기타 먼지와 함께 과립 형 돌출부와 물집이있는 경우가 많습니다. 주된 이유는 낮은 주조 온도와 느린 속도입니다. 금형의 내벽이 매끄럽지 않거나 피복 제가 좋지 않습니다. 깔때기 등이 차단됩니다.
(2) 버
잉곳의 표면, 모서리 및 모서리에 날카로운 금속 돌출이 발생하는 현상을 버 (burr)라고합니다. 주된 이유는 금형의 내벽이 매끄럽지 않기 때문입니다. 중공 주조 슬래브 연속 주조 맨드릴의 품질이 좋지 않습니다.
(3) 세로줄
잉곳 표면의 연속 또는 간헐적 인 세로 스트립 돌출부 또는 함몰 부를 세로 줄무늬라고합니다.
주된 이유는 금형의 내벽이 마모를 일으키는 금속 또는 기타 산화물 또는 홈으로 뚫려 있기 때문입니다. 라이닝의 조립 간격이 큽니다.
(4) 슬러브에 연신-정지 공정을 적용한 연속 주조 빌렛은 슬러브라고하는 표면에 큰 주기적 요철이 있습니다.
주된 이유는 부적절한 당기기 및 정지 공정 또는 결정 화기 및 금형의 변형입니다.
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