铸造模拟软件可以模拟裂纹吗

拉斯特 · 发表于 2013-6-7 16:55:21

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如题，铸造模拟软件可以模拟裂纹吗？

据我所了解，不能！

castengineer · 发表于 2013-6-7 17:24:10

回复 1# 拉斯特

可以用应力计算这一功能.他可以算出你的铸件在设定的浇.冒条件下.算出铸件各部位的收缩应力值.但算不出那里有裂纹.可以给出裂纹产生的最可能的位置.我算过一个管件的收缩应力的情况.管径100的承口发兰管件.管长650.壁厚5.5.计算机三个核.用了28个小时.用掉100多G硬盘.砂模铸造.

拉斯特 · 发表于 2013-6-7 17:27:50

回复 2# castengineer

哈哈，不能？是现在不能，不是永远不能。

拉斯特 · 发表于 2013-6-7 17:35:31

回复 2# castengineer
老师：你好！

随着模拟软件的使用，缩孔的解决会变得越来越简单，但是裂纹就会上升到头等的位置，如何解决裂纹的问题，请你谈谈感受好吗？

castengineer · 发表于 2013-6-7 17:49:28

回复 4# 拉斯特

谈裂纹.题太大.还真是不好谈.恐怕也谈不好.
但不外乎.就是在共晶结晶过程和共析冷却时的组织转变过程中,铸件基体结构和合金相之间在收缩及相变过程中的一些非平衡的因素.导致的铸件的一些缺陷...
哈哈,不好意思.

还真的不好含概性的论述.如有实例.还好谈些.

v8023ing · 发表于 2013-6-7 20:33:23

印象中precast可以。

拉斯特 · 发表于 2013-6-7 21:45:55

回复拉斯特
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castengineer 发表于 2013-6-7 17:49
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老师：你好！

确实问题太大了，我们先做个边界确认吧
1. 指铸造状态的凝固过程；不包含：焊接，热处理，切割，打磨等；
2.材料指C钢，中合金钢，低合金钢；
3. 不包含铸铁；

feixi · 发表于 2013-6-8 08:05:26

6楼说的没错，ProCAST可以模拟应力、金相组织。至于楼主说的裂纹模拟，我没明白是不是要软件把裂纹产生、扩展等状态都迷你显示出来。我想的应力是因裂纹是果，所以应该说可以模拟。当然ProCAST里面有自带的热裂倾向判据和显示。
但是这个模拟，参数设置要自己调整的很多，划分网格要合理，边界条件设置更讲究。
2楼说的：“管径100的承口发兰管件.管长650.壁厚5.5.计算机三个核.用了28个小时.用掉100多G硬盘.砂模铸造.”这个已经是粗略跑跑计算，大概知道在那个位置容易产生，然后再去根据生产经验解决。

castengineer · 发表于 2013-6-8 08:29:46

回复 8# feixi

当然ProCAST里面有自带的热裂倾向判据和显示

对.
只不过是一种倾向性的显示.具体能否产生裂纹或裂纹的大小及分布.要和使用者对铸造裂纹的理解和具体铸造工艺有关.对于模拟软件,我的认定,只能是一种获得判据的工具,一种科学的判据.但,决不能把它做为依据,来处理铸造工艺问题和把它判断和解决铸造缺陷能否具体的产生.

拉斯特 · 发表于 2013-6-8 08:52:17

本帖最后由拉斯特于 2013-6-8 08:56 编辑

回复 8# feixi

不错，应力是因，裂纹是果。只要应力判断准确就可以判断裂纹是否可能出现。有这样的结果就满意了。

模拟只能参考，还需要结合工艺及材料等来具体问题具体分析解决。

castengineer · 发表于 2013-6-8 19:45:05

本帖最后由 castengineer 于 2013-6-8 21:23 编辑

回复 7# 拉斯特

b]回复 7# 拉斯特

1. 指铸造状态的凝固过程.
5 r Q; m# I+ B 2.材料指C钢，中合金钢，低合金钢

铸件的收缩裂纹

铸件的收缩裂纹,在一些铸造缺陷的分析专著上,以多有论述.
既然好友让我谈一下,那我就谈一下我对铸件的收缩裂纹的理解和看法.如有和铸造缺陷的分析专著相左之处,应以专著为正解,如有谬误之处,请坛友更正和谅解.

一: C钢，中合金钢，低合金钢

按含碳量分为低碳钢(碳含量) –
1. 按含碳量分为低碳钢(碳含量为0.04%～0.25%) 、中碳钢(碳含量为0.25%～0.6%)、高碳钢( 碳含量为0.6%～1.35%
2.
合金元素总量小于3.5%的合金钢叫做低合金钢。低合金钢是相对于碳钢而言的，是在碳钢的基础上，为了改善钢的一种或几种性能，而有意向钢中加入一种或几种合金元素.加入的合金量超过碳钢正常生产方法所具有的一般含量时.
称这种钢为合金钢。当合金总量低于3.5%时称为低合金钢。合金含量在3.5-10%之间称为中合金钢.(摘)

谈这个问题之前,先看一下截图00.jpg.在图中0.3以下为低碳钢,0.3-0.6为中碳钢.
要注意的是图中0.16含碳量这一点,在0.16-0.2的含碳量的低碳钢的铸造裂纹的倾向有其特殊性.
下面就铸钢件的收缩裂纹谈几点看法.
既然要谈铸钢件的收缩裂纹,就要首先要谈低.中碳铸钢件的收缩性.(暂且不谈合金元素的影响)从图00.jpg. 01.jpg.可以看到.两种合金的结晶温度间隔是略不同的.这种不同的结晶温度间隔.会依着不同的结晶类型来影响合金的收缩率和合金抵抗致裂应力的能力.
粗略的讲, 结晶温度间隔宽的合金和结晶温度间隔窄的合金相比,前者体收缩率低,抗裂性要差. .中碳铸钢要比低碳铸钢的热裂倾向大.这和其不同的结晶类型有关.在这里就不赘述了.

铸钢件的收缩裂纹的产生.是体现在其奥氏体的凝固和其共析转变的过程中.这就使裂纹分为热裂纹和冷裂纹.
热裂纹有可以分为:外热裂.内热裂.和皮下裂纹.
A：外热裂产生的影响因素,有以下几种:
1:补缩不足造成的晶间热裂纹.
2:由于铸件收缩不均造成的热裂纹.
3:铸型退让性不足造成的热裂纹.
4:相变裂纹.如在图1中的含碳量0.16-2.0之间会产生德耳它相在向奥氏体的相变时体积急剧变化，产生的相变裂纹。这一点我深有体会。
5：铸件设计不合理，结构有尖角转接。或壁厚急剧变化。
6：金属液中熔有气体引起的裂纹。如白点脆断。
7：外来渣滓或铸造冷隔，引起应力集中造成的热裂纹
8：铸件成份不均匀或凝固偏析引起造成的热裂纹.磷.硫在晶间形成低熔点化合物,也有助于热裂的产生.
B：内热裂。
1：冒口对铸件内部补缩不足造成。
2：铸件表面与内部温差大。造成元素偏析。外部凝固区，对内部造成拉应力，形成内裂纹。
C：皮下裂纹。易在外冷铁接触部位生成皮下裂纹。
D：冷裂纹。大都产生在共析转变过程。
1：如外部浇口对铸件收缩的影响。
2：铸件结构对共析转变过程的铸造应力的释放不力影响。
3：铸件成份的影响。如坛中有一贴.含铝0.07.就会造成AIN脆性冷裂纹.
致于合金元素对热裂的影响.也可按CE值来推断.有利于等轴细晶形成的元素,对抵抗热裂有效果.对于增加合金结晶温度间隔的元素,会降低抗裂性.
与你的题目要求的答案.实在距离很大.因题还有点大.只不过谈几点主要影响热裂的主要因素.
/ X$ R- f# C0 v6 @再谈也是赘述.专著里更贴切.实用.没有实例.就先谈这些.

castengineer · 发表于 2013-6-9 07:29:45

本帖最后由 castengineer 于 2013-6-9 08:10 编辑

回复 7# 拉斯特

再谈一点.在上贴中谈了几点对铸钢热裂的影响因素.但做为我们,一个现场铸造工作者.了解这些是不够的.经历告诉我.要想对热裂有真正的对策,最主要的是对铸造合金的铸造性能的了解,如图中的0.25和0.6含碳量的匀质固溶体的结晶温度间隔不同,它会影响两种合金的热裂性能.这是主要的.但是,我们铸造现场的对象是非匀质固溶体的结晶,及其对热裂的影响.在0.25碳非匀质的情况下,其结晶温度间隔又产生了变化,这就要我们在制定铸造工艺时给与考虑.(图中数据模式化,但可做为参考)
做过锡青铜和铝铜合金的坛友,应当有体会.对于这两种合金的热裂问题是比较棘手的.因这两种合金的热裂倾向比较大.不是用铸钢防止热裂的思路可以解决的.记得在几年前,我们这里有一个冶金机械厂.做一种直径1200的锡青铜6-6-3的碟形套.有了问题.也找了n个人去帮助解决.始终没效果.后来找到我,去看了一下.是的,铸件的径向裂纹惨不忍睹,裂纹深近10毫米.上端宽将近5-6毫米.十几条.交谈后,发现,以前的人不是他们不懂铸造.他们厂以铸钢为主.能人也比教多.但只不过锡青铜,当做铸钢的思路去解决是把最后,经过调整铸件的壁厚加工量解决了问题.最后建议他上了上了离心机.
我谈这些,也就是说,对于铸钢的热裂问题,不但要了解,影响热裂的因素和对策.更重要的是对铸造合金的铸造性能的了解,尤其是它产生的裂纹倾向.中国有句俗话:知己知彼,百战百胜.
仅供参考.

拉斯特 · 发表于 2013-6-9 10:16:15

回复 12# castengineer

照片是同一个铸件的不同表现。

铸件重量约500KG，材料27CrNiMo。现在铸件的状态是淬火后。

淬火前没有发现裂纹。

拉斯特 · 发表于 2013-6-9 10:23:14

回复 12# castengineer
老师：你好！

我找了目前的裂纹，铸造状态的裂纹没有发现，只找到了前楼所发的照片。

不过在裂纹处，以前在铸态是有裂纹的，经过改进后才没有了。铸造状态的裂纹没有了，又出现了淬火裂纹。

这样我们就可以就事论事地谈论裂纹了。以免题目太大摸不着头绪。

castengineer · 发表于 2013-6-9 10:27:13

回复 13# 拉斯特

不谈浇冒口.横浇道和拉筋,是淬火后切断还是淬火前切断.

castengineer · 发表于 2013-6-9 10:30:21

回复 14# 拉斯特

以前在铸态是有裂纹的，经过改进后才没有了。铸造状态的裂纹没有了

是否是此处冒口加大后解决的.

拉斯特 · 发表于 2013-6-9 10:33:10

回复 11# castengineer

老师：

我传的照片的具体情况是：

1. 外裂纹，内裂纹，凝固收缩裂纹均有，包含你所提到的 A/B/C类情况裂纹的出现。
2. 收缩受阻，产品结构等也包括在内了，你所说的D类。

你所讲的这些情况，在这个铸件中非常典型，我们已经解决。到是可以为坛友们提出了一个实例。

对于你提出的理论和道理，非常感谢！为我基本解决了理论基础问题，不错！！！

拉斯特 · 发表于 2013-6-9 10:52:36

回复 12# castengineer

老师：

你对于C量的确认为0.60左右，在铁-C2元平衡图上做的分析，我们在铸造中却是合金的，为此：可不可以用CE的方法将合金含量看做铁--C平衡图来类比？

castengineer · 发表于 2013-6-9 11:04:08

本帖最后由 castengineer 于 2013-6-9 11:07 编辑

回复 18# 拉斯特

是个新问题.既然谈到CE,那是否可像铸铁一样来看钢的CE值呢.这也需是需要对钢的CE值做进一步的认识吧.应当不可以.给我点时间,下午再回答吧

.

拉斯特 · 发表于 2013-6-9 11:07:34

回复 19# castengineer

有劳你了，注意休息！！！

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