कास्ट स्टील दरार दोष के कारण क्या हैं?

कास्ट स्टील भागों में दरार दोष की घटना एक बहुत ही सामान्य और जटिल समस्या है, जिसमें गलाने, ढलाई प्रक्रिया से लेकर बाद के उपचार तक पूरी उत्पादन श्रृंखला शामिल होती है। दरारें मूल रूप से उस तापमान पर सामग्री की ताकत सीमा से अधिक होने वाले आंतरिक तनाव (मुख्य रूप से थर्मल और संकोचन तनाव) के कारण होती हैं।

आमतौर पर, दरारों को दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: गर्म दरारें और ठंडी दरारें।

1、 गर्म क्रैकिंग अंतिम चरण में या पिघले हुए स्टील के जमने के तुरंत बाद होती है, जब धातु कम ताकत और प्लास्टिसिटी के साथ ठोस-तरल सह-अस्तित्व की स्थिति में होती है। घटना का तापमान: आमतौर पर सॉलिडस लाइन के पास (लगभग 1300-1450 डिग्री सेल्सियस)। विशेषताएं: दरार वाला भाग गंभीर रूप से ऑक्सीकृत हो जाता है, काला या नीला, टेढ़ा और अनियमित आकार का दिखाई देता है।

मुख्य कारण:

1. कास्टिंग का संरचनात्मक डिजाइन: दीवार की मोटाई में अत्यधिक अंतर और कनेक्शन पर असमान संक्रमण के परिणामस्वरूप असमान शीतलन और महत्वपूर्ण थर्मल तनाव होता है।

2. डालने की प्रणाली का अनुचित डिज़ाइन: स्प्रू बहुत अधिक संकेंद्रित है या अनुचित तरीके से स्थित है, जिसके परिणामस्वरूप स्थानीय अति ताप होता है, जो अंततः उस क्षेत्र में जम जाता है

संपीड़न और समर्थन प्राप्त करने में असमर्थ.

3. रेत मोल्ड/कोर का ख़राब रिट्रीट: रेत मोल्ड की ताकत बहुत अधिक है, जो कास्टिंग के जमने और सिकुड़न के दौरान इसके मुक्त संकोचन में बाधा डालती है, जिसके परिणामस्वरूप तन्य तनाव और दरार होती है। यह एक बहुत ही सामान्य कारण है.

4. मिश्र धातु रासायनिक संरचना: सल्फर (एस) और फॉस्फोरस (पी) जैसे हानिकारक तत्वों की उच्च सामग्री: वे कम पिघलने बिंदु वाले सल्फाइड और फॉस्फाइड बनाते हैं, अनाज की सीमाओं पर तरल पतली फिल्म बनाते हैं, अंतर-कणीय बंधन बल को बहुत कमजोर करते हैं, और थर्मल क्रैकिंग के लिए बेहद महत्वपूर्ण कारक होते हैं। कार्बन (सी) सामग्री: उच्च कार्बन सामग्री के साथ, जमने की तापमान सीमा व्यापक हो जाती है, डेंड्राइट मोटे हो जाते हैं, और थर्मल क्रैकिंग की प्रवृत्ति बढ़ जाती है। 5. राइजर और कूलिंग आयरन का अनुचित उपयोग: यदि राइजर की गर्दन बहुत लंबी या बहुत छोटी है, और कूलिंग आयरन को ठीक से नहीं रखा गया है, तो यह असमान शीतलन को बढ़ा देगा।

2、 कोल्ड क्रैकिंग तब होती है जब कास्टिंग पूरी तरह से जम जाती है और एक लोचदार अवस्था में ठंडा हो जाती है, आमतौर पर 600 डिग्री सेल्सियस से नीचे कम तापमान चरण में। घटना तापमान: कम तापमान। विशेषताएं: दरार वाला हिस्सा साफ है, धात्विक चमक या हल्के ऑक्सीकरण रंग के साथ, और दरार एक सीधी रेखा के आकार में अपेक्षाकृत सीधी और निरंतर है।

मुख्य कारण:

1. अत्यधिक कास्टिंग तनाव: थर्मल तनाव: कास्टिंग के विभिन्न हिस्सों की असंगत शीतलन दर के कारण होता है। सिकुड़न तनाव: मोल्ड, रेत कोर, स्प्रू सिस्टम और बॉक्स स्टॉप के कारण कास्टिंग सिकुड़न में यांत्रिक बाधाएं। परिवर्तन तनाव: शीतलन प्रक्रिया के दौरान विशिष्ट मात्रा में परिवर्तन से उत्पन्न तनाव जब कोई संरचनात्मक परिवर्तन होता है (जैसे कि ऑस्टेनाइट का मार्टेंसाइट में बदलना)।

2. स्टील की धातुकर्म गुणवत्ता: उच्च गैस सामग्री, विशेष रूप से हाइड्रोजन (एच), "हाइड्रोजन प्रेरित क्रैकिंग" का कारण बन सकती है और सामग्री की कठोरता को कम कर सकती है। कई गैर-धात्विक समावेशन हैं: तनाव एकाग्रता बिंदुओं के रूप में, समावेशन सामग्री की ताकत और दरार प्रतिरोध को काफी कम कर सकता है।

3. बॉक्सिंग के दौरान समय से पहले सैंडिंग: कास्टिंग को अभी तक पर्याप्त रूप से कम तापमान तक ठंडा नहीं किया गया है, और समय से पहले कंपन से पहले आंतरिक तनाव पूरी तरह से समाप्त नहीं हुआ है और सैंडिंग आसानी से ठंड क्रैकिंग का कारण बन सकती है।

4. अनुचित ताप उपचार प्रक्रिया: अत्यधिक ताप या शीतलन दर: विशेष रूप से एनीलिंग और सामान्यीकरण उपचार के दौरान, यदि ताप या शीतलन असमान है, तो यह भारी ताप उपचार तनाव उत्पन्न करेगा, जो मूल कास्टिंग तनाव के साथ सुपरइम्पोज़ होगा और दरार का कारण बनेगा।

शमन दरार: यह कोल्ड क्रैकिंग का एक विशेष रूप है, जो शमन की तीव्र शीतलन दर के कारण उच्च कठोरता वाले मार्टेंसाइट का निर्माण करता है, साथ ही भारी संरचनात्मक तनाव के कारण, इसे दरार करना बहुत आसान हो जाता है।

सारांश और समाधान विचार

जब कच्चे इस्पात के हिस्सों में दरारें पाई जाती हैं, तो कारणों की निम्नलिखित पहलुओं से व्यवस्थित रूप से जांच की जानी चाहिए:

1. रासायनिक संरचना: एस और पी जैसे हानिकारक तत्वों की सामग्री को सख्ती से नियंत्रित करें।

2. गलाने की प्रक्रिया: पिघले हुए स्टील में गैसों की मात्रा और समावेशन को कम करने के लिए शोधन विधियों का उपयोग किया जाता है। 3. कास्टिंग संरचना: दीवार की मोटाई में अचानक बदलाव से बचने और गोलाकार बदलावों का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन को अनुकूलित करें।

4. कास्टिंग प्रक्रिया: स्प्रू और रिसर सिस्टम: स्थानीय ओवरहीटिंग से बचने के लिए अनुक्रमिक जमने या एक साथ जमने के लिए उचित रूप से डिज़ाइन किया गया। मोल्डिंग रेत/कोर रेत: पर्याप्त उपज और ढहने की क्षमता सुनिश्चित करें। ठंडा इस्त्री और राइजर: शीतलन अनुक्रम को नियंत्रित करने के लिए उचित उपयोग।

5. रेत हटाना और सफाई: सुनिश्चित करें कि बॉक्सिंग से पहले कास्टिंग को रेत के सांचे में पर्याप्त कम तापमान (जैसे 400 डिग्री सेल्सियस से नीचे) तक ठंडा किया जाए। राइजर काटते समय और वेल्डिंग की मरम्मत करते समय, नए तनाव उत्पन्न होने से बचना भी आवश्यक है।

6. ताप उपचार प्रक्रिया: उचित ताप उपचार विनिर्देश विकसित करें, विशेष रूप से ताप और शीतलन दरों को नियंत्रित करें। जटिल भागों या उच्च मिश्र धातु इस्पात भागों के लिए, स्टेप हीटिंग और धीमी शीतलन विधि अपनाएं।

विशिष्ट कारण को सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए, व्यापक निर्णय लेने के लिए दरारों के मैक्रोस्कोपिक और सूक्ष्म आकृति विज्ञान विश्लेषण (मेटलोग्राफिक परीक्षा), प्रक्रिया समीक्षा और रासायनिक संरचना विश्लेषण को संयोजित करना अक्सर आवश्यक होता है।