铸件晶粒粗大缺陷的成因与防控策略

姬琼音

       铸件晶粒粗大是指经过机械工或进行断口检验时，显示出晶粒组织过分粗大而不适合应用的缺陷，这种晶粒粗大的组织，可能是遍布于铸件整体，也可能发生于铸件的局部。晶粒粗大缺陷是一种冶金缺陷。
　　铸件晶粒粗大缺陷产生的原因及防止措施：
　　1、铸件结构和工艺设计
　　1)铸件截面差异过大，会因为较厚的截面冷却缓慢而造成该处晶粒粗大。灰铸铁等对截面变化十分敏感的金属，更容易产生此类缺陷。防止产生这类缺陷的有效方法是避免铸件截面尺寸过分悬殊，但这种途径有时是铸造工作者所无能为力的。因而就铸造本身言，可通过采取设置冷铁、控制浇注温度或通过选择合适的浇汁系统来减少这类问题的发生，降低这类缺陷的严重程度。2)对于带孔铸件，工艺设计人员有时没有采用有助于减小有效截面尺寸的型芯，使未设芯的截面过厚而产生此缺陷，因此在工艺设计时，应尽可能在较厚的截面中设置砂芯。3)铸件截面并不太厚，但因某一较窄的凹陷部位或型芯在铸件中形成热汇截面，其结果和厚大截面一样。在不能设计进行修改的情况下，除非可以降低金属温度，或重新设置浇口，解决办法是在型芯或铸型截面处设置冷铁。4)工艺设计时加工余量留得过大，不仅增加了切削加工的费用，还会把较致密的铸件表层切削掉，并暴露出中心冷却较慢的疏松部分。5)在厚截面处型芯设计不合适，型芯支撑不正确，或采用其他引起偏芯的技术，会造成铸件截面的变化，从而引起晶粒粗大。

　　2、浇冒口系统
　　1)未能实现顺序凝固　浇注系统未能很好地实现顺序凝固，通常是造成晶粒粗大的原因。为了进行补缩，在冒口的作用区保持灼热的熔融金属，会使厚截面的冷却速度降低到产生粗大晶粒的程度。2)易于造成热汇的浇冒口分布　同样，为了对厚截面进行补缩，常会在局部区域造成过分的热量汇集。3)在内浇口或冒口与铸件连接处造成局部热节　内浇口或冒口颈部较短，对于补缩是有利的，但却会使横浇道或冒口太靠近铸件，减缓了该部位的冷却速度。而增大冒口颈部，又会给补缩带来问题。因此措施是采取有效的冒口设计，尽可能减少冒口的尺寸，不使横浇道和冒口过于接近易于形成粗大品粒的关键截面，恰当地设置横浇道和冒口，以实现补缩。4)内浇口数量不足　内浇口数量太少，不仅易于造成冲砂，同时还会造成局部热节和粗大晶粒组织。
　　3、型砂
　　只有当型砂使型壁产生的位移足以导致增加临界截面(易于形成粗大晶粒的截面)的截面尺寸时，型眇才是造成晶粒粗大缺陷的一个因素。由于在厚截面处的型壁移动可能，所以这种缺陷还是有可能产生的，此时所产生的品粒粗大缺陷和胀砂有关。
　　4.造型
　　1)缺少能促使加快冷却速度的通气孔就较厚的铸件截面来说，铸件的冷却速度与通过型砂散出热量的速度有关。排气充分会有助于水气迅速排出，从而产生一种致冷的效应。2)未设置激冷钉或冷铁这种情况通常是因为粗心疏忽所致。
　　5.浇注

　　对所有金属来说，浇注温度过高都容易造成晶粒粗大缺陷。
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