第九章 铸锭缺陷及质量(品质)检测
铸锭品质的好坏,对加工材的品质影响很大。在铜及铜合金加工制品中,由于起皮、起泡、分层、裂纹及夹杂等导致的废品,大部分是由于锭坯的气孔、夹杂、疏松、裂纹、偏析、冷隔等缺陷引起的。因此,如何识别铸锭中的缺陷,分析其形成原因,找出防止或消除这些缺陷的措施,对提高铸锭及加工制品的品质都是至关重要的。
第七节 裂纹
一、铸造应力
铸锭在凝固和其后的冷却过程中;不可避免要产生铸造应力。铸造应力有收缩应力、机械应力和相变应力三种类型:收缩应力、机械应力和相变应力。
二、应力与裂纹的关系
当机械应力与相变应力符号与收缩应力符号相反时,可使应力减弱,从而降低裂纹倾向;当三种类型应力同时存在于同一区域并且都为拉应力时,有可能超过金属的强度极限而产生裂纹。
铸造生产中常见的裂纹有热裂(在结晶过程中产生的)与冷裂(在凝固后的冷却过程中产生的)两种。热裂的特征是:多沿晶界裂开,裂纹曲折而不规则,有时还有分枝裂纹,裂纹多分布在铸锭最后凝固的区域或靠近这些区域。而冷裂多产生在温度较低的弹性状态,常为穿晶断裂,断面较规则,多呈直线状。
铜及其合金在铸造生产中出现的裂纹多为热裂纹,其产生的原因与铸造应力密切相关。随着铸造方法的不同,引起裂纹的主要应力也不一样。当采用铁模及水冷模铸造时,所出现的裂纹大多数是由于受机械应力的影响;采用直接水冷连续铸造时,由于铸锭内外层温度梯度大,产生的收缩应力也大,所以使铸锭产生裂纹的应力主要是收缩应力。相变应力对于大多数铜及铜合金而言,对裂纹的影响较小。
三、常见热裂纹的类别及产生原因
按照裂纹的形状及分布特点等不同,可把常见裂纹分为表面纵裂、表面横裂、中心裂纹以及晶间裂纹等,见图7-9-4图7-9-6 产生的原因如表7-9-7。