ترک گرم یا همان پارگی داغ یکی از عیوب عمده در فرآیند ریخته‌گری است که در دماهای بالا در حین سرد شدن فلز به وقوع می‌پیوندد. این پدیده معمولاً در فرآیند ریخته‌گری فولاد و استیل به ویژه در شرایطی که دمای ریخته‌گری به اندازه کافی بالا نباشد یا مراحل کنترل نشده انجام گیرد، بروز می‌کند. در این مقاله، با بررسی علل ایجاد ترک گرم و راه‌های پیشگیری از آن، به شما کمک می‌کنیم تا کیفیت ریخته‌گری قطعات خود را بهبود بخشید.
ترک گرم در ریخته‌گری چیست؟
ترک گرم به ترک هایی اطلاق می شود که در دمای بالا در فرآیند ریخته‌گری ایجاد می شوند و معمولاً زمانی رخ می دهند که قطعه به طور سریع تر از حد مجاز سرد شده یا انجماد در دماهای پایین تری رخ می دهد. این ترک ها می توانند در مرحله‌ی انجماد، به خصوص در فولاد و استیل، شکل بگیرند. دلیل این اتفاق معمولاً مربوط به تفاوت های انجمادی فلز و عدم مدیریت صحیح دما و انقباضات است.
چرا در فولاد و استیل ترک گرم شایع تر است؟
در فولاد و استیل، به دلیل دمای انجماد نسبتاً بالا، فرآیند انجماد می تواند در مناطقی از قطعه آغاز شود که هنوز به صورت کامل از حالت مذاب خارج نشده‌اند. این فرآیند سریع انجماد باعث بروز تنش های انقباضی می شود که منجر به ایجاد ترک در فلز می شود. در استیل، این مشکل به خصوص در مناطقی که دیرتر منجمد می شوند یا در اثر موانع مانند زاویه قالب اتفاق می افتد، بیشتر نمایان می شود.
علل اصلی ترک گرم در ریخته گری
- دمای نامناسب ریخته گری
یکی از اصلی‌ترین دلایل ایجاد ترک گرم، دمای نامناسب ریخته‌گری است. هنگامی که دمای مذاب پایین‌تر از حد لازم باشد، فرایند انجماد فولاد یا استیل بسیار سریع‌تر از حد معمول آغاز می‌شود. این انجماد زودهنگام باعث از دست دادن مقاومت اتصالی ماهیچه‌ها و ایجاد ترک‌های ناخواسته می‌شود.
- ترکیب شیمیایی نامناسب فلز
ترکیب شیمیایی فولاد یا استیل نیز در بروز ترک گرم تاثیرگذار است. اگر آلیاژ مورد استفاده دارای عناصری باشد که موجب ایجاد انجماد سریع‌تر یا عدم یکنواختی در انجماد شوند، احتمال بروز ترک گرم افزایش می‌یابد. به‌طور خاص، محتوای کربن و سیلیسیم در فولاد می‌تواند موجب شکنندگی بیشتر و بروز ترک در هنگام سرد شدن شود.
- طراحی قالب و زاویه‌های آن
یکی دیگر از عوامل مهم در ایجاد ترک گرم، طراحی نامناسب قالب است. قالب‌های با زاویه‌های تند یا پیچیده می‌توانند مانعی برای انقباض مناسب فلز در حین سرد شدن ایجاد کنند و در نتیجه موجب ایجاد ترک‌های سطحی یا داخلی شوند. این مشکل به‌ویژه در قالب‌های پیچیده با بخش‌های نازک و ضخیم‌تر بیشتر مشاهده می‌شود.
- سرعت ریخته‌گری و فرآیند های خنک‌سازی
سرعت ریخته‌گری و نحوه خنک‌سازی تدریجی مذاب نیز در بروز ترک گرم تاثیرگذار است. اگر سرعت ریخته‌گری خیلی زیاد باشد، ممکن است فلز به‌طور یکنواخت توزیع نشود و فرآیند انجماد ناپایدار گردد. همچنین، استفاده از خنک‌کننده‌های نامناسب می‌تواند باعث ایجاد تنش‌های شدید در سطح و درونی قطعه شود که در نهایت منجر به ترک گرم می‌شود.
تاثیر ترک گرم بر کیفیت قطعات
ترک های گرم می‌توانند تأثیرات منفی زیادی بر کیفیت و استحکام قطعات داشته باشند. این ترک ها علاوه بر کاهش مقاومت مکانیکی، می توانند منجر به شکست زودهنگام قطعه در حین استفاده شوند. همچنین، هزینه های تولید را افزایش می دهند، زیرا نیاز به بازسازی و تعمیر قطعات خواهد بود.
بهترین روش های جلوگیری از ترک گرم در ریخته گری
برای پیشگیری از بروز ترک گرم در فرآیند ریخته‌گری، لازم است چندین عامل اساسی مورد توجه قرار گیرند. در اینجا به چندین روش مهم اشاره می‌کنیم:
- طراحی صحیح قالب و انتخاب ابعاد مناسب
یکی از مهم‌ترین نکات، طراحی صحیح قالب است. قالب باید به گونه‌ای طراحی شود که انقباض فلز به راحتی صورت گیرد و هیچ مانعی برای فرآیند انجماد وجود نداشته باشد. زاویه‌ها و ابعاد قالب باید به دقت تنظیم شوند تا انقباض در نواحی حساس منجر به ترک نشود.
- تنظیم دقیق دمای مذاب
کنترل دقیق دما در حین ریخته‌گری اهمیت بالایی دارد. دمای ریخته‌گری باید به گونه‌ای تنظیم شود که نه خیلی پایین و نه خیلی بالا باشد. دمای بالا می‌تواند باعث فوران فلز مذاب و مشکلات دیگر شود و دمای پایین‌تر از حد معمول می‌تواند منجر به انجماد زودهنگام و بروز ترک گرم گردد.
- انتخاب ترکیب شیمیایی مناسب
انتخاب آلیاژ مناسب و کنترل ترکیب شیمیایی در فرآیند ریخته‌گری نیز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. فلزات با میزان کربن پایین‌تر و آلیاژهای تمیزتر کمتر دچار ترک‌های حرارتی خواهند شد. همچنین، افزودن برخی عناصر آلیاژی مانند سیلیسیوم یا منگنز می‌تواند از بروز مشکلات ناشی از انجماد سریع جلوگیری کند.
- استفاده از خنک‌کننده‌های مناسب و کنترل سرعت سرد شدن
خنک‌سازی تدریجی و استفاده از سیستم های سرمایشی پیشرفته می تواند به جلوگیری از بروز ترک‌های حرارتی کمک کند. این سیستم ها باید به‌طور یکنواخت عمل کنند تا تنش های حرارتی در قطعه ایجاد نشود.
چگونه از ترک گرم در ریخته‌گری جلوگیری کنیم؟
ترک گرم در ریخته‌گری پدیده‌ای است که می‌تواند به دلیل ترکیبی از عوامل مختلف مانند دمای نامناسب، طراحی قالب نادرست، و ترکیب شیمیایی غیر بهینه رخ دهد. با رعایت چند نکته کلیدی مانند طراحی دقیق قالب، کنترل دمای ریخته‌گری، انتخاب آلیاژ مناسب و مدیریت فرآیندهای خنک‌سازی، می‌توان از بروز این عیب جلوگیری کرد و کیفیت قطعات تولیدی را بهبود بخشید.
