铝合金重力铸造中的白点成因

2021-03-17 0

关于白点构成的理论较多。但比较有说服力而又能被实践证明的是:白点是由于钢中氢和组织应力一同作用的结果。这儿的组织应力主要指奥氏体转变为马氏体和珠光体时构成的内应力。没有必定数量的氢和较明显的组织应力,白点是不能构成的。但是,若只是含氢量较高,而组织应力不大,一般也不会出现白点。例如,单相的奥氏体和铁素体类钢,因没有相变的组织应力,就很少出现白点。

氢气和组织应力是怎么促进构成白点的呢?目前对这些问题的知道大致如下:

1)钢中含有氢时,使钢的塑性下降。当含氢量到达某数值时,塑性急剧地下降,构成氢脆现象。尤其当钢内长时间存在应力的情况下,氢能够分散到应力集中区(空位溶解的氢原子有集中到接受张应力的晶格中去的倾向),并使其塑性下降到简直等于零。在应力足够大时就产生脆性破断。例如25Cr2Ni2Mo钢含 14.5cm3/100g的氢时,于900℃正火,600℃回火后的伸长率降至0.6%,断面缩短率降至0;含7.84cm3/100g的氢时,淬火情况的伸长率和断面缩短率均降至 0.20钢含170cm3/100g 的氢时,退火情况的伸长率降为 0.2%,断面缩短率为0;含12.76 cm3/100g的氢时,淬火情况的伸长率和断面缩短率均降至0;

重力铸造

2)炼钢时钢液中吸收的氢,在钢锭凝结时因溶解度减少而分出。它来不及逸出钢锭外表而存在于钢锭内部空位处。压力加工之前加热时,氢又溶于钢中,压力加工后的冷却过程中由于奥氏体分化和温度下降,氢在钢中溶解度减少,氢原子从固溶体中分出到钢坯内部的一些显微空位处。氢原子在这儿将结合成分子情况,并产生相当大的压力(当钢中含氢量为0.001%,温度为400℃时,这种压力可高达1200MPa以上)。其他,氢与钢中的碳反应构成甲烷(CH4),也构成很大的分子压力。这一点被有的白点外表有脱碳现象所证实;

3)钢坯在冷却过程中因相变而构成的组织应力在必定条件下可到达相当大的数值(树枝状偏析愈严峻、冷却速度愈快、淬透性愈好的钢,组织应力就愈大)。因而,钢氢脆失去了塑性,在组织应力及氢分出所构成的内应力的一同作用下,使钢产生了脆性决裂,这就构成了白点。压力加工过程中不均匀变形经起的附加应力和冷却时的热应力对白点构成也有必定影响。

 铸钢由于内部有许多较大的空位,氢分出时不会构成很大的内应力,因而对白点不灵敏。铁素体和奥氏体类钢因冷却时无相变产生,不会有组织应力,所以一般也不出现白点。莱氏体钢冷却时虽有较大的组织应力,但可能是由于氢在这些钢中构成稳定的氢化物和由于复杂的碳化物阻挠了氢的分出等原因,也不产生白点。

白点常常是锻件冷却至室温后几小时或几十小时,乃至更长的一段时间后才产生的。例如,160mm的马氏体类合金结构钢方坯,冷却后12、24、48h均未发现白点,直到72h才发现白点。其他,白点开始产生后,在以后的持续冷却和放置期间还不断地扩大和产生新的白点。因而,查看白点应在冷却后再隔一段时间进行。