如何预防铸件冷裂？

图11-51　平板类铸件的变形

图11-52　皮带轮的变形

铸件处于弹性温度范围内出现的裂纹称为冷裂。冷裂常出现在具有拉应力的应力集中的部位，如铸件内转角处、缩孔、非金属夹杂物等处的附近。结构复杂、薄厚悬殊的铸件容易形成冷裂纹。有的铸件于落砂后未发现裂纹，但内部有很高的残余应力，在清理和搬运过程中因受到撞击，或落砂后受到不均匀的激冷，或因消除应力退火工艺欠当等而开裂。

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图11-53　钢铸件冷裂纹外形

冷裂纹的特征是：外形呈直线状或圆滑曲线状（见图11-53），而且常是穿过晶粒而不是沿晶界断裂。断口干净，具有金属光泽或呈轻微的氧化色，这说明冷裂是在较低的温度下形成的。

铸件的冷裂倾向与铸造应力大小及合金的机械性能（强度、塑性和韧性）有密切关系。凡是促使铸造应力增大的因素，也促使冷裂倾向增大。

合金的成分和熔炼质量对冷裂有重要影响。例如，钢中含C、Cr、Ni、Mn等元素高时，由于热导率降低，容易形成冷裂。P增加钢的冷脆性，w P＞0.1%时，钢的冲击韧性急剧下降，使冷裂倾向增大。灰铸铁中w P＞0.5%时，组织中出现大量的网状磷共晶，增加冷裂倾向。钢液脱氧不足时，氧化铁等夹杂物聚集在晶界上，降低钢的强度和冲击韧性，促使冷裂形成。钢中其他非金属夹杂物增多时，也增加冷裂倾向。

钢的组织和塑性对冷裂也有很大影响。塑性好的钢种不易形成冷裂，如低碳奥氏体钢，能经受1050～1150℃高温浸入冷水的淬火。虽然该钢种（镍铬耐酸钢）导热系数小，在淬火时形成很大的热应力，但因其弹性极限低和塑性好，因此很少形成冷裂。同样是奥氏体的高锰钢铸件，因含碳高，铸件冷却时在奥氏体晶界析出很多脆性碳化物，严重降低了塑性，加之高锰钢容易形成较大的内应力，因此，容易发生冷裂。高锰钢件提前打箱后，放在空气中冷却时常出现裂纹。所以高锰钢件一般要经过“水韧处理”，消除碳化物后才使用。