Влияет ли на производительность слишком большой размер зерна в горячеканальных системах?

Влияние большого размера зерна в горячеканальных системах существенно на производительность, например снижение прочности материала, твердости, риска растрескивания и срока службы пресс-формы.

1. Ухудшение механических свойств.

Снижение прочности и твердости. Границы зерен являются важным препятствием для движения дислокаций, а слишком крупные зерна уменьшают площадь границ зерен. Уменьшение барьеров значительно снижает прочность материала на растяжение и усталость.

Снижение пластичности и ударной вязкости. Крупные зерна приводят к повышенной хрупкости металла, значительно снижая удлинение после разрушения и делая металл более склонным к хрупкому разрушению под напряжением во время термоциклирования.

Например, жаропрочность пресс-формы H13 при высоких-температурах может снизиться более чем на 20 % после укрупнения зерна, что напрямую влияет на стабильность литья под давлением.

2. Более высокая вероятность взлома и выхода из строя

Концентрация напряжений на границах зерен. Границы зерен крупных зерен более склонны к скольжению и миграции, и происходит зарождение микротрещин, особенно на стыках трех зерен, которые легко вызывают распространение трещин.

Быстрое разрушение при ползучести. Зарождение и расширение зернограничных пустот ускоряются при длительных -высоких- рабочих условиях, и ползучесть быстро разрушается после перехода на третью стадию.

Если это сопровождается окислением границ зерен или локальным плавлением, значит, материал был «перегрет», и материал испортился и его необходимо отправить на слом.

3. Недисциплинированная точность размеров:

Неравномерное тепловое расширение: аномальное развитие локальных зерен приводит к неравномерной микроструктуре, а различные коэффициенты теплового расширения вызывают деформацию формы.

Влияние на качество литья под давлением: Изменения в форме литника приводят к неравномерному заполнению, вздутию и дефициту материала, что влияет на однородность продукта.

4. Значительное сокращение срока службы пресс-формы:

Место возникновения усталостных трещин: перегретые участки становятся зонами зарождения трещин, что способствует разрушению формы.

Рост расходов на техническое обслуживание. Регулярные поломки для проверки и замены деталей снижают эффективность производства и увеличивают расходы на техническое обслуживание.

Практическая рекомендация: рост зерна можно эффективно подавить, поддерживая температуру нагрева ниже верхнего предела отпуска стали для форм (например, сталь H13, температура ниже или равна 600 градусам).