Mecanismes de solidificació
Durant el procés de fosa, la solidificació de les peces de fosa es produeix quan el metall fos passa d'un estat líquid a un estat sòlid. Aquest procés es pot classificar a grans trets en tres mecanismes:nucleació, creixement dendrític, iformació de l'estructura del gra. Durant la nucleació, es formen petites partícules sòlides dins del metall líquid. Aquests nuclis creixen en estructures dendrítiques, ramificant-se en un patró semblant a un arbre. L'estructura del gra final de lacàstingsestà determinada pel creixement d'aquestes dendrites i la seva interacció amb l'entorn de refrigeració.
Solidificació de diversos aliatges
Els diferents aliatges es solidifiquen de maneres úniques, influenciats per la seva composició química i propietats tèrmiques:
Aliatges d'alumini: Els aliatges d'alumini solen mostrar un alt grau de fluïdesa, permetent peces de fosa complicades i de parets primes. La seva solidificació sovint implica la formació d'una estructura de gra fi i equiaxial. No obstant això, els aliatges d'alumini són propensos a la contracció de la porositat i el trencament en calent, cosa que pot afectar la qualitat de la fosa.
Ferro iAliatges d'acer: El ferro colat es solidifica amb una estructura complexa pel seu alt contingut en carboni, formant escates o nòduls de grafit. La solidificació dels aliatges d'acer implica la formació de dendrites d'austenita, que en refredar-se es transformen en ferrita i perlita. La velocitat de refrigeració i la composició de l'aliatge influeixen significativament en l'estructura del gra i les propietats mecàniques de la fosa.
Aliatges de coure: Els aliatges de coure, com el llautó i el bronze, es solidifiquen amb una estructura de gra columnar o equiaxial. Aquests aliatges són propensos a la segregació, on diferents elements de l'aliatge se separen durant la solidificació, donant lloc a variacions en la composició i les propietats dins de la fosa.
Relació entre la solidificació i la qualitat de la fosa
El comportament de solidificació d'un aliatge afecta directament la qualitat de la fosa. Un procés de solidificació uniforme i controlat és essencial per minimitzar defectes com ara la porositat, la segregació i el trencament en calent. Per exemple, un refredament ràpid pot conduir a la formació de grans fins, millorant les propietats mecàniques de la fosa. Per contra, un refredament lent pot donar lloc a grans gruixuts i una major susceptibilitat als defectes.
Temps i velocitat de solidificació
El temps i la velocitat de solidificació estan influenciats per factors com la mida de la fosa, la forma i les propietats tèrmiques del material del motlle. El temps de solidificació és la durada necessària perquè tota la fosa passi de líquid a sòlid, mentre que la velocitat de solidificació fa referència a la velocitat a la qual es produeix aquesta transició.
En general, s'aconsegueixen velocitats de solidificació més ràpides mitjançant tècniques com l'ús de motlles refrigerats, que extreuen ràpidament la calor del metall fos. Això es tradueix en una estructura de gra més fi i propietats mecàniques millorades. Tanmateix, un refredament excessivament ràpid pot provocar tensions tèrmiques i esquerdes. Per tant, és crucial aconseguir un equilibri òptim entre la velocitat de solidificació i la qualitat de la fosa.
Hora de publicació: 11-octubre-2024