高铬铸铁衬板裂纹原因分析.
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ｇｒｏｗｓｅｘｃｅｓｓｉｖｅｄｕｅｔｏｔｈｅｒｅ，＆ｓｏｎｌｅｓｓｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆ
ｅｍｂｅｄｄｅｄ
ｉｒｏｎ，ＳＯａｓｔｏｓｕｐｅｒｐｏｓｅｔｈｅｔｅｍｐｏｒａｒｙｔｈｅｒｍａｌ
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图３凝固模拟示意图
Ｆｉｇ．３Ｓｋｅｔｃｈ
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ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
左右两边的弧度大于前后的弧度，弧度越大，承受变形的能力越弱，所以左右两边能够承受变形的能力弱于前后两边，在相同的应力条件下，左右出现裂纹的几率较大。从图２可以看到，在铸件一侧离下表面弧线比较近的地方，放置了一个便于切削加工的低碳钢的“预埋铁”，这个“预埋铁”，如同”内冷铁”对过热铁水起激冷作用，在它的周围首先形成了一层细密的过冷组织。它的存在不但会产生一定的组
品做到人停，机不停地磨，有效避免磨削裂纹的出
现。并对每一件产品进行着色探伤，从没发现过该处有裂纹。所以热处理前铸件外热裂也不存。
浇注时冒口及浇注位置如图３所示，铸件在冷
却过程中，下表面受到残余热拉应力的作用，上表面
则是残余热压应力，衬板结构属于柔性结构，在铸造应力的作用下，可以通过部分变形来松弛铸造应力。铸件下表面的前后和左右两组弧线的弧度不一样，
２．４５—２．７５、ＭｎＩ．１
一１．４、Ｃｒ１９—２１、Ｍ００．７一Ｏ．９、Ｓｉ０．３—０．６、Ｎｉ０．８
一１．０、Ｓ＜０．０６、Ｐ＜０．０６单重１２６８ｋｓ一次连续生产了４０件。出厂前每件都经严格的着色探伤检验，化学成份均符合厂商的要求。
经过打磨发现铸件表面出现清晰的细小裂纹，如图１中Ａ和Ｂ以及图２中Ｃ位置所示，均可以看到细小清晰的裂纹。而这类裂纹仅在此面上出现。由
联系电话：０７９３－７７００１６３；Ｅ—ｍａｉｌ：１．。ｑＴｌｌｌ２５＠１６３．ｃｏｉｎ
万方数据
・６２・
热处理技术与装备第２９卷
一旦线收缩受阻，就会产生很大的拉应力。而宽凝固温度范围的合金，由于其凝固区域宽，晶粒问液相，渗流流动路程长而曲折，难以填补固相结晶产生的空隙（热裂缝），其治愈热裂的能力很差，故该类合金铸件容易产生热裂（包括内热裂和外热裂）。内热裂主要产生在厚实铸件最后凝固的中心部位，或产生于补缩不良的缩孔的尾部，延伸人铸件中…。
位置欠佳，造成产品的铸造残余应力过大。以至于在热处理加热时的临时热应力与铸造残余应力叠
加，而使预埋铁的近区产生裂纹。
关键词：裂纹；铸造残余应力；临时热应力；预埋铁中图分类号：ＴＧｌ６３文献标识码：Ａ
文章编号：１６７３－４９７１（２００８）０６—００６１－０２
ＴｈｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＲｅａｓｏｎｓＦｏｒｍｅｄＣｒａｃｋｌｅｓｉｎｔｈｅ・・Ｕｎｄｅｒｂｏａｒｄｉｎｇｏｆ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｓｉｓｅｄｔｈｅ
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我公司为一厂商生产的立磨机衬板，有十几个型号品种，上百吨产品，仅型号为１－５２一ＡＩＯＩ的三件产品，经热处理后发现裂纹。该型号产品是高铬铸铁材质，成分（质量分数，％）Ｃ
为防止产生上述裂纹，在设计冒口直径和高度时
依照：冒Ｅｌ直径Ｄ≥１．１Ｔ（Ｔ为铸件壁厚）、冒口高度Ｈ＞２．０Ｄ（Ｄ为冒口根部直径）设计，冒口起到很好的补缩效果，这也在很大程度上抑制内热裂的产生。
图２铸件裂纹
Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｅａａｔｉｎ￥ｃｒａｃｋｌｅ
对于已经设计好的铸造工艺，我们运用华铸ＣＡＥ／ＩｎｔｅＣＡＳＴ一铸造工艺分析软件对产品的铸造工艺，进行了凝固过程的模拟分析，模拟分析结果显示（如图３），靠近上表面的心部位置为最后凝固的部位，而衬板中的裂纹出现在下表面。所以可以初步确定图ｌ中Ａ、Ｂ两处的裂纹和图２中Ｃ处的裂纹不是由铸件内部存在的内热裂扩散形成的。
第２９卷第６期
２００８年１２月
热Baidu Nhomakorabea理技术与装备
ＲＥＣＨ砌ＪＩＳＨＵ
ＹＵＺＨＵＡＮＧＢＥＩ
Ｖｄ．２９．Ｎｏ．６
Ｄｅｃ．，２００８
・现场经验・
高铬铸铁衬板裂纹原因分析
李振球１，付向上１，杨乘东２，程翔１
（１．江铜集团德兴铸造有限公司，德兴江西３３４２２４；２．昆明理工大学材料学院，云南昆明６５００２１）摘要：分析高铬铸铁的大型立磨机衬板热处理过程中产生裂纹的原因，结果表明：预埋铁设计放置
ＩＩｉｇｈ
ＣｒＣａｓｔＩｒｏｎ
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Ｚｈｅｎｇ—ｑｉｕｌ，Ｆｕ
Ｘｉｎｇ—ｓｈａｎ９１，ＹＡＮＧ
Ｃｈｅｎｇ－ｄｏｎ矿，ＣＨＥＮＧ
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（１．ＤｅｂｕｇＣａｓｔｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，ＪｉａｎｇｘｉＣｏｐｐｅｒ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｅｘｉｎｇ
ＪｉａＩＩ鲥３３４２２４，Ｃｈｉｎａ；
２．ＣｏｎｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｆｆｌ，ＫｕｎｍｉｎｇＹｕｎｎａｎ６５００２１，Ｃｈｉｎａ）
高铬铸铁衬板的铸件成品，在清砂及其后的打磨过程中，如操作不当也可能会产生裂纹。精整打磨的过程中，由于高铬铸铁导热性差…，如果在同一
个地方打磨的时间过长，会使局部温度升得过快、过
高而产生磨削裂纹，我们打磨时都是两块产品交叉磨，在磨削面上也是各点交叉磨，而且根据气温的高低确定打磨速度，气温越低打磨速度越慢，对一件产
于高铬铸铁的凝固温度范围比较宽…，而且其有效
凝固温度范围也宽，铸件凝固时固相线收缩开始得
早，固相晶粒骨架随着降温而发生的线收缩值就大，
图１铸件裂纹
Ｆｉｇ．１Ｔｈｅ
ｃａｓｔｉｎｇ
ｅｍｅｋｌｅ
收稿暑期＂－２００８－－０５一０５
作者简介：李振球（１９７１一），男，机械工程师，主要从事铸造产品的质量、销售及经营管理的工作。
ｅｍｂｅｄｄｅｄ
ｉｒｏｎ，ＳＯａｓｔｏｓｕｐｅｒｐｏｓｅｔｈｅｔｅｍｐｏｒａｒｙｔｈｅｒｍａｌ
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ｓｔ煳，ｗｈｉｌｅｔｈｅ
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图３凝固模拟示意图
Ｆｉｇ．３Ｓｋｅｔｃｈ
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ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
左右两边的弧度大于前后的弧度，弧度越大，承受变形的能力越弱，所以左右两边能够承受变形的能力弱于前后两边，在相同的应力条件下，左右出现裂纹的几率较大。从图２可以看到，在铸件一侧离下表面弧线比较近的地方，放置了一个便于切削加工的低碳钢的“预埋铁”，这个“预埋铁”，如同”内冷铁”对过热铁水起激冷作用，在它的周围首先形成了一层细密的过冷组织。它的存在不但会产生一定的组
品做到人停，机不停地磨，有效避免磨削裂纹的出
现。并对每一件产品进行着色探伤，从没发现过该处有裂纹。所以热处理前铸件外热裂也不存。
浇注时冒口及浇注位置如图３所示，铸件在冷
却过程中，下表面受到残余热拉应力的作用，上表面
则是残余热压应力，衬板结构属于柔性结构，在铸造应力的作用下，可以通过部分变形来松弛铸造应力。铸件下表面的前后和左右两组弧线的弧度不一样，
２．４５—２．７５、ＭｎＩ．１
一１．４、Ｃｒ１９—２１、Ｍ００．７一Ｏ．９、Ｓｉ０．３—０．６、Ｎｉ０．８
一１．０、Ｓ＜０．０６、Ｐ＜０．０６单重１２６８ｋｓ一次连续生产了４０件。出厂前每件都经严格的着色探伤检验，化学成份均符合厂商的要求。
经过打磨发现铸件表面出现清晰的细小裂纹，如图１中Ａ和Ｂ以及图２中Ｃ位置所示，均可以看到细小清晰的裂纹。而这类裂纹仅在此面上出现。由
联系电话：０７９３－７７００１６３；Ｅ—ｍａｉｌ：１．。ｑＴｌｌｌ２５＠１６３．ｃｏｉｎ
万方数据
・６２・
热处理技术与装备第２９卷
一旦线收缩受阻，就会产生很大的拉应力。而宽凝固温度范围的合金，由于其凝固区域宽，晶粒问液相，渗流流动路程长而曲折，难以填补固相结晶产生的空隙（热裂缝），其治愈热裂的能力很差，故该类合金铸件容易产生热裂（包括内热裂和外热裂）。内热裂主要产生在厚实铸件最后凝固的中心部位，或产生于补缩不良的缩孔的尾部，延伸人铸件中…。
位置欠佳，造成产品的铸造残余应力过大。以至于在热处理加热时的临时热应力与铸造残余应力叠
加，而使预埋铁的近区产生裂纹。
关键词：裂纹；铸造残余应力；临时热应力；预埋铁中图分类号：ＴＧｌ６３文献标识码：Ａ
文章编号：１６７３－４９７１（２００８）０６—００６１－０２
ＴｈｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＲｅａｓｏｎｓＦｏｒｍｅｄＣｒａｃｋｌｅｓｉｎｔｈｅ・・Ｕｎｄｅｒｂｏａｒｄｉｎｇｏｆ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｓｉｓｅｄｔｈｅ
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ｆｏｒｍｅｄｃｒａｃｋｌ伪ｉｎｔｈｅｕｎｄｅｒｂｏａｒｄｉｎｇｔｈａｔｌｎａｄｅｏｆｈｉ曲Ｃｒ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｒａｃｋｌｅ；ｃａｓｔｒｅｓｉｄｕａｌ
ｓｔｒｅｓｓ；ｔｅｍｐｏｒａｒｙｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ
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我公司为一厂商生产的立磨机衬板，有十几个型号品种，上百吨产品，仅型号为１－５２一ＡＩＯＩ的三件产品，经热处理后发现裂纹。该型号产品是高铬铸铁材质，成分（质量分数，％）Ｃ
为防止产生上述裂纹，在设计冒口直径和高度时
依照：冒Ｅｌ直径Ｄ≥１．１Ｔ（Ｔ为铸件壁厚）、冒口高度Ｈ＞２．０Ｄ（Ｄ为冒口根部直径）设计，冒口起到很好的补缩效果，这也在很大程度上抑制内热裂的产生。
图２铸件裂纹
Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｅａａｔｉｎ￥ｃｒａｃｋｌｅ
对于已经设计好的铸造工艺，我们运用华铸ＣＡＥ／ＩｎｔｅＣＡＳＴ一铸造工艺分析软件对产品的铸造工艺，进行了凝固过程的模拟分析，模拟分析结果显示（如图３），靠近上表面的心部位置为最后凝固的部位，而衬板中的裂纹出现在下表面。所以可以初步确定图ｌ中Ａ、Ｂ两处的裂纹和图２中Ｃ处的裂纹不是由铸件内部存在的内热裂扩散形成的。
第２９卷第６期
２００８年１２月
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・现场经验・
高铬铸铁衬板裂纹原因分析
李振球１，付向上１，杨乘东２，程翔１
（１．江铜集团德兴铸造有限公司，德兴江西３３４２２４；２．昆明理工大学材料学院，云南昆明６５００２１）摘要：分析高铬铸铁的大型立磨机衬板热处理过程中产生裂纹的原因，结果表明：预埋铁设计放置
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２．ＣｏｎｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｆｆｌ，ＫｕｎｍｉｎｇＹｕｎｎａｎ６５００２１，Ｃｈｉｎａ）
高铬铸铁衬板的铸件成品，在清砂及其后的打磨过程中，如操作不当也可能会产生裂纹。精整打磨的过程中，由于高铬铸铁导热性差…，如果在同一
个地方打磨的时间过长，会使局部温度升得过快、过
高而产生磨削裂纹，我们打磨时都是两块产品交叉磨，在磨削面上也是各点交叉磨，而且根据气温的高低确定打磨速度，气温越低打磨速度越慢，对一件产
于高铬铸铁的凝固温度范围比较宽…，而且其有效
凝固温度范围也宽，铸件凝固时固相线收缩开始得
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图１铸件裂纹
Ｆｉｇ．１Ｔｈｅ
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作者简介：李振球（１９７１一），男，机械工程师，主要从事铸造产品的质量、销售及经营管理的工作。