Влияние скорости охлаждения на процесс литья очень велико и может оказывать непосредственное воздействие на микроструктуру и свойства литого материала.
Повышение скорости охлаждения литых алюминиевых сплавов, таких как сплавы A356 и A357, приводит к образованию более тонкой микроструктуры с меньшим расстоянием между вторичными дендритными плечами (SDAS) и более мелкими эвтектическими частицами. Такая более тонкая микроструктура приводит к повышению пластичности и растяжимости литого материала [3,4].
На скорость охлаждения на этапе остывания отливки могут влиять различные факторы. Одним из них является процесс последующего нагрева и охлаждения. Важно равномерно нагреть отливку, а затем обернуть ее материалом, который способствует сохранению тепла и позволяет детали остывать как можно медленнее. Быстрое охлаждение может привести к увеличению тепловых градиентов внутри отливки, что может привести к неравномерному охлаждению и возможной деформации или растрескиванию [8].
На этапе охлаждения могут происходить различные фазы охлаждения, в том числе паровая, кипения и конвекции. Скорость охлаждения на этих фазах может быть различной, и управление этими фазами имеет решающее значение для достижения требуемых свойств литого материала. Паровая фаза, возникающая при превращении масла в пар за счет теплового эффекта, приводит к наиболее быстрому охлаждению за счет поглощения скрытой теплоты парообразования. Однако чрезмерная изоляция, вызванная образованием паровой оболочки вокруг детали, может снизить эффективность охлаждения. Фаза конвекции наступает, когда температура становится ниже и паровая фаза исчезает, позволяя конвекции масла завершить охлаждение до равновесной температуры [8].
Важно отметить, что охлаждение детали никогда не бывает равномерным из-за разной толщины сечения самой детали. Такие неоднородности охлаждения могут привести к мартенситным превращениям в разное время на этапе охлаждения, что может привести к расширению и деформации детали. Переход через точку Ms (температура начала мартенсита) в разное время может привести к возникновению напряжений и возможных деформаций в литом материале [8].
В случае сварки локальный нагрев может вызвать ограниченное расширение, а возникающие при этом напряжения зависят от теплового градиента между зоной нагрева (HZ) и корпусом отливки. Предварительный подогрев отливки перед сваркой позволяет минимизировать тепловой градиент и уменьшить растягивающие напряжения, возникающие при сварке. В тех случаях, когда предварительный подогрев невозможен, использование низкотемпературных сварочных процессов и сварочных прутков или проволоки с низкой температурой плавления может помочь минимизировать напряжение и потенциальное растрескивание [8].
Таким образом, скорость охлаждения отливки может оказывать существенное влияние на микроструктуру, свойства и возможные деформации или трещины в литом материале. Более высокая скорость охлаждения отливок из алюминиевых сплавов может привести к образованию более тонкой микроструктуры и повышению пластичности и растяжимости. Контроль фаз охлаждения и минимизация тепловых градиентов при охлаждении важны для достижения требуемых свойств и минимизации возможных деформаций или трещин. Предварительный подогрев при сварке может помочь уменьшить напряжение и потенциальное растрескивание на этапе охлаждения.
Хотите повысить качество своих отливок из алюминиевых сплавов? Выбирайте KINTEK, вашего надежного поставщика лабораторного оборудования. Наши современные системы охлаждения позволяют точно контролировать процесс охлаждения, что приводит к получению более тонкой микроструктуры и улучшению механических свойств. Попрощайтесь с напряжением и трещинами благодаря нашим инновационным решениям. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы поднять процесс литья на новую высоту.
