Størkningsmekanismer
Under støpeprosessen skjer størkning av støpegods når det smeltede metallet går over fra flytende til fast tilstand. Denne prosessen kan grovt kategoriseres i tre mekanismer:kjernedannelse, dendritisk vekst, ogdannelse av kornstruktur. Under kjernedannelse dannes det små faste partikler i det flytende metallet. Disse kjernene vokser til dendritiske strukturer, og forgrener seg i et trelignende mønster. Den endelige kornstrukturen tilstøpegodsbestemmes av veksten av disse dendrittene og deres interaksjon med det kjølende miljøet.
Størkning av forskjellige legeringer
Ulike legeringer størkner på unike måter, påvirket av deres kjemiske sammensetning og termiske egenskaper:
Aluminiumslegeringer: Aluminiumslegeringer viser vanligvis en høy grad av flyt, noe som tillater intrikate og tynnveggede støpegods. Deres størkning involverer ofte dannelsen av en fin, likeakset kornstruktur. Imidlertid er aluminiumslegeringer utsatt for å krympe porøsitet og varme riving, noe som kan påvirke støpekvaliteten.
Strykejern ogStållegeringer: Støpejern størkner med en kompleks struktur på grunn av det høye karboninnholdet, og danner grafittflak eller knuter. Størkning av stållegeringer innebærer dannelse av austenittdendritter, som omdannes til ferritt og perlitt ved avkjøling. Avkjølingshastigheten og legeringssammensetningen påvirker kornstrukturen og de mekaniske egenskapene til støpegodset betydelig.
Kobberlegeringer: Kobberlegeringer, som messing og bronse, størkner med en søyleformet eller likeakset kornstruktur. Disse legeringene er utsatt for segregering, hvor ulike elementer i legeringen separeres under størkning, noe som fører til variasjoner i sammensetning og egenskaper i støpingen.
Forholdet mellom størkning og støpekvalitet
Størkningsoppførselen til en legering påvirker direkte kvaliteten på støpegodset. En jevn og kontrollert størkningsprosess er avgjørende for å minimere defekter som porøsitet, segregering og varm riving. For eksempel kan rask avkjøling føre til dannelse av fine korn, noe som forbedrer de mekaniske egenskapene til støpegodset. Omvendt kan langsom avkjøling resultere i grove korn og økt mottakelighet for defekter.
Størkningstid og hastighet
Størkningstiden og hastigheten påvirkes av faktorer som støpestykkets størrelse, form og de termiske egenskapene til formmaterialet. Størkningstiden er varigheten som kreves for hele støpingen til overgang fra væske til fast stoff, mens størkningshastigheten refererer til hastigheten denne overgangen skjer med.
Raskere størkningshastigheter oppnås vanligvis gjennom teknikker som bruk av kjøleformer, som raskt trekker ut varme fra det smeltede metallet. Dette resulterer i en finere kornstruktur og forbedrede mekaniske egenskaper. For rask avkjøling kan imidlertid føre til termiske påkjenninger og sprekker. Derfor er det avgjørende å oppnå en optimal balanse mellom størkningshastighet og støpekvalitet.
Innleggstid: 11. oktober 2024