ترک گرم در ریخته گری - آریا مذاب

ترک گرم در ریخته‌گری، که با نام پارگی داغ نیز شناخته می‌شود، یکی از عیوب نسبتاً رایج در این فرآیند است. این پدیده بیشتر هنگام ریخته‌گری فولاد و استیل (فولاد ضد زنگ) رخ می‌دهد. دلیل اصلی ایجاد ترک گرم ریخته‌گری، دمای پایین ریخته‌گری نسبت به نقطه انجماد فلز است. این امر منجر به شروع سریع فرآیند انجماد فولاد پس از ریختن در قالب و تضعیف مقاومت اتصالی ماهیچه‌ها می‌شود. این وضعیت می‌تواند در اثر انقباضات جزئی، باعث ایجاد ترک گرم شود. علاوه بر این، موانعی مانند زاویه قالب نیز می‌توانند در مراحل پایانی انقباض فولاد، به ایجاد ترک گرم کمک کنند.

بهترین روش‌ها برای جلوگیری از بروز ترک گرم در ریخته‌گری عبارتند از:

توجه به مواردی نظیر ساختار و روش ریخته‌گری.
تنظیم دقیق ضخامت لایه فلزی.
توجه به زوایا و ابعاد قالب.
اندازه‌گیری دقیق دمای مورد نیاز برای فرآیند ریخته‌گری.

برای پیشگیری از این مشکل، ضروری است که ریخته‌گری قطعات فولاد و استیل خود را به افراد متخصص بسپارید؛ افرادی که ریخته‌گری را در شرایط مناسب و کنترل‌شده انجام داده و نکات مهم برای جلوگیری از بروز ترک گرم را رعایت می‌کنند.

دلیل بروز ترک گرم در استیل

به‌طور معمول دمایی که برای ریخته‌گری فولاد یا استیل در نظر گرفته می‌شود، خیلی بالاست؛ اما ممکن است این دما نسبت به درجه انجماد این فلز کمتر باشد. در چنین مواردی، استیل یا همان فولاد پس از ریخته‌شدن در قالب، بلافاصله فرآیند انجماد خود را آغاز می‌کند. در بعضی موارد دیده شده است که حتی قبل از مرحله سرد شدن، فلز به سرعت شروع به جامد شدن کرده است.
این انجماد زودهنگام باعث می‌شود که مقاومت اتصالی ماهیچه ها ضعیف شود و حتی از دست برود. وقتی ماهیچه تا حدودی دستخوش استهلاک شود، در صورت بروز انقباضات کوچک در فلز، ترک گرم در ریخته گری (پارگی داغ) ایجاد می‌شود.
البته برخی مهندسان و کارشناسان معتقدند که ترک گرم در ریخته گری وقتی ایجاد می‌شود که انقباضات فولاد در مرحله پایانی فرآیند انجماد (وقتی که ناحیه منجمد شده توسط مذاب احاطه شده است) با موانعی از قبیل زوایای قالب رو‌به‌رو شود.
بعضی دیگر از متخصصان هم، زمان ایجاد ترک‌ها را بعد از انجماد فولاد می‌دانند. این دیدگاه برای ترک‌های ظریف و سطحی که با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شوند، ممکن است درست باشد.
به‌طور خلاصه، باید گفت ترک گرم یکی از انواع عیوب ریخته‌گری است که به دلایلی مثل دمای نامناسب حین ریخته‌گری یا عدم توجه به زاویه قالب به وجود می‌آید. توجه به این عیوب و رفع آن‌ها، به‌خصوص هنگام ریخته‌گری قطعات در تیراژ بالا از اهمیت بالایی برخوردار است.

در چه شرایطی احتمال ایجاد پارگی داغ بیشتر است؟

به‌طور معمول احتمال بروز ترک گرم در ریخته گری، در قسمت‌هایی از قطعه که دیرتر منجمد می‌شوند و توسط مذاب احاطه می‌شوند، بیشتر است؛ زیرا این قسمت‌های قطعه زمان بیشتری را برای فرآیند انجماد لازم دارند. تنش انقباضی معمولاً در نقطه کانونی فلز ریخته‌گری شده در قالب ایجاد می‌شود.
به‌طور کلی پارگی داغ را می‌توان به عوامل و ویژگی‌هایی چون خصوصیت انجمادیِ فلز ریخته‌گری شده و قالب مورد استفاده برای ریخته‌گری، وابسته دانست. با توجه به اینکه این ویژگی‌ها در مورد فلزات مختلف و قالب های مختلف یکسان نیست، نمی‌توان یک قاعده کلی برای بروز یا عدم بروز انواع ترک گرم در ریخته گری تعریف کرد.
به‌عنوان مثال، نمی‌توانیم بگوییم یک نوع قالب خاص احتمال پارگی داغ را در روند ریخته گری بالا می‌برد یا یک نوع فلز خاص حتماً دستخوش ترک گرم در ریخته گری خواهد شد. ممکن است نوعی ماهیچه در مواردی کاملاً عالی عمل کند و در موارد دیگر منجر به ایجاد ترک در فولاد شود. همچنین ممکن است یکی از آلیاژهای فولاد در قالب خاصی بدون ترک، ریخته‌گری شود اما ریخته‌گری آن در قالب دیگر همراه با ایجاد ترک در قطعه باشد.

چگونه می توان از بروز ترک گرم در ریخته گری جلوگیری کرد؟

همانطور که پیش‌تر هم اشاره شد، هیچ فرمول صددرصدی و قطعی برای بروز یا عدم بروز پارگی داغ وجود ندارد که در تمام شرایط صادق باشد. با این وجود، نکاتی هستند که با رعایت آن ها می توان تا حد امکان ( نه به‌طور قطعی) از بروز انواع ترک گرم در ریخته گری جلوگیری کرد. تسلط به تمام مراحل انجام ریخته‌گری (اعم از مدل‌سازی قطعه، قالب‌گیری، انتخاب آلیاژ و ساخت آن، ریخته‌گری و تخلیه قالب) و رعایت نکات ریز و حیاتی مربوط به آن‌ها، می‌تواند احتمال بروز ترک گرم و سایر عیوب ریخته‌گری را تا حد زیادی کاهش دهد.
در ادامه به مهم‌ترین مواردی که می‌تواند به شما در پیشگیری از ایجاد پارگی داغ در ریخته گری کمک کند، اشاره می کنیم.

نکته اول: توجه به ساختار و روش ریخته‌گری
پیش از هرچیز باید حتما به ساختار و روش ریخته گری که مورد استفاده قرار می دهید دقت کنید. حتما در انتخاب اندازه ماهیچه نوع فلز، ضریب انقباض فلز، حرارت و دیگر موارد را مدنظر قرار دهید. سعی کنید از ایجاد هرگونه ضخامت غیر یکنواخت جلوگیری کنید و یکپارچگی را به طور کامل حفظ نمایید. انتقال فلز باید به صورت کاملا یکنواخت انجام شود.

نکته دوم: تنظیم دقیق ضخامت پوشش فلز
ضخامت پوشش فلز را به‌دقت تنظیم کنید. میزان دقیق خنک‌کننده‌ای را که در هر منطقه قالب ریخته‌گری خود نیاز دارید، محاسبه کرده و به مقدار کمتر یا بیشتر از آن استفاده نکنید؛ زیرا این کار باعث ایجاد تنش‌های غیرمعمول در فلز داخل قالب خواهد شد. این تنش‌ها می‌توانند ترک های گرم در ریخته گری ایجاد کنند و کیفیت کار شما را کاهش دهند.

نکته سوم: توجه به زوایا و ابعاد قالب
به زوایا و ابعاد قالب مورد استفاده خود برای ریخته ‌ری نیز کاملا دقت کنید، چرا که می‌تواند مانعی در برابر انقباض فلز در حین انجماد ایجاد کند و منجر به پارگی گرم شود. چنین مواردی، به‌خصوص در ایجاد ترک در فولاد بسیار شایع است؛ بنابراین دقت به زوایا و ابعاد قالب و انتخاب قالب مناسب می‌تواند تا حدود زیادی از ایجاد ترک در استیل جلوگیری کند.

توجه به طراحی قالب حتی از بروز دیگر عیوب ریخته‌گری نیز جلوگیری می کند. برای مثال توجه به ابعاد قالب و طراحی صحیح آن، می‌تواند در پیشگیری از بروز عیوب حین ریخته‌گری فلزات دیگری مثل چدن هم موثر باشد. زیرا این مورد برای آلیاژ چدن بیشتر اتفاق می‌افتد.

نکته چهارم: اندازه‌گیری دقیق دمای مورد نیاز برای کار ریخته گری
حتما دمای مورد نیاز برای کار ریخته‌گری فلز مورد نظرتان را با حساسیت بالا اندازه گیری کنید؛ به نحوی که امکان بروز خطا به حداقل برسد. تفاوت دمایی و انتخاب حرارت کمتر یا بیشتر از حد لازم، می‌تواند باعث انجماد نامناسب فلز مربوطه و ایجاد پارگی گرم در حین فرآیند انجماد در ریخته‌گری شود. علاوه‌بر این، میزان تنش‌های انقباضی فلزات در حال انجماد را نیز تحت‌الشعاع قرار می‌دهد.

ریخته گری استیل نسوز

ریخته گری لوله استیل نسوز

ریخته گری گریز از مرکز

ریخته گری استیل ca6nm

ریخته گری استیل ۳۰۴