鑄鋼件的熱裂與防止方法

鑄鋼件的熱裂是在較高溫度下形成的，由于溫度較高裂紋被氧化，有明顯的氧化色，有時會近似黑色，有時可在裂口內看到樹枝狀結晶。因熱裂紋是沿著晶粒邊界產生和發展的，所以熱裂紋曲折而不規則。

熱裂有外裂和內裂兩種，在鑄件表面可以看見的熱裂為外裂，其裂口外大內小，由表面逐漸向里延伸，裂紋有時會貫穿整個斷面。外裂常發生在鑄件截面突變處和拐角處，局部常有很多小分叉，一般發生在鑄件之后凝固的部位。

裂紋降低了鑄件的強度等性能，破壞了基體金屬的連續性，使用時裂紋還會繼續擴展而使鑄件斷裂。稍大的外裂用肉眼可以發現，小裂紋可以用探傷方法檢查，如果鑄件焊接性能好，可以焊補修復。內裂隱藏在鑄件內部，只有用探傷方法檢查，即便發現也很難修復，甚至不能修復，如發現不了，其危害更大。

熱裂的產生主要是因鋼在熱裂產生時強度不夠或收縮受阻，因此要防止熱裂的發生也要從這兩個方面入手，根據鋼種的不同和鑄件的結構特點再做具體的分析。

(1)鑄件結構方面 工藝人員應審核零件圖樣，如圓角不夠、壁厚差過大以及結構上有阻礙收縮的地方，應建議更改或采取必要的措施預防，如在可能裂紋處設防裂肋、冷鐵等。

下面是用冷鐵消除裂紋的例子。滲碳架鑄件(圖5-11)，材料為耐熱不銹鋼，不加工，采用潮模生產。由于桿的吊環(用砂芯形成)與上部的圓盤嚴重阻礙了桿的收縮，在緊靠圓盤下面，截面變化位置處出現裂紋，嚴重時會把桿拉斷。為此在該處放置冷鐵，這樣原裂紋處由于冷鐵的存在，在澆注和凝固的過程中，先于其他部位凝固成形，有了足夠的強度抵抗桿凝固過程產生的收縮應力，從而消除了裂紋。

(2)造型方面 注意改善鑄型和型芯的退讓性，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、草繩等松散材料，減少芯骨和箱擋引起的阻礙，在冒口和箱擋之間貼著箱擋放上木條，造完型后取出木條，這樣冒口和箱擋之間就有了足夠的退讓空間，把內澆道分散引入鑄型或從鑄件較薄處引入，使鑄件各部分的溫度趨向一致，減少熱應力。

(3)提高鋼的強度 減少鋼中有害雜質，如S、P的含量，尤其是S的含量，因為S對熱裂的形成更為敏感。采用硅鈣、硅錳等復合脫氧劑，提高脫氧效果。減少氧化夾雜物并改變其形狀和分布狀態。對鑄鋼進行孕育處理細化晶粒，改善凝固時的粗晶組織，消除柱狀晶，如石化工業用的ZGCr28Mo2、高鉻鋼鑄件，由于晶粒粗大易造成裂紋，在加入Ti后細化了晶粒，解決了熱裂紋問題。