Характеристики та профілактика заходів пор опадів у сірому чавуні

1. Характеристики пор -опадів у сірому чавуні

Пористість опадів у сірих чавунних частинах є загальним та специфічним дефектом лиття. В основному він викликається різким зниженням розчинності газів (в основному водню та азоту), розчиненим у розплавленому залізі під час процесу охолодження та затвердіння, який не може бути повністю вивільняється і осаджується у вигляді бульбашок і залишається всередині кастингу. Основними характеристиками осаджених пор є:

а. Характеристики розташування: в основному зустрічаються в гарячих точках, товстих та великих ділянках або основних областях остаточного затвердіння виливків: ці ділянки мають повільну швидкість затвердіння, забезпечуючи більш достатній час для еволюції газу, накопичення та зростання. Часто всередині лиття (подалі від поверхні): хоча іноді близько до поверхні, він зазвичай розташований у внутрішній або центральній області товщини лиття стінки, на відміну від підшкірних пор, які тісно прилипають до шкіри. Зазвичай тримайтеся подалі від системи решітків та стояків: Оскільки область стояки, що триває, затверджується пізніше і має менший тиск, газ, швидше за все, мігрує та втікає в ці райони. Пори опадів, швидше за все, утворюються в ізольованих гарячих вузлах, далеко від цих "вихлопних каналів".

б. Характеристики форми та розміру: форма: невеликі отвори, які переважно кругові, еліптичні або сльози. Якщо кілька бульбашок збираються на фронті затвердіння і ростуть уздовж дендритів, вони також можуть утворювати черв’яка, як пупки, як нерегулярні форми, розподілені вздовж меж зерна. Розмір: Зазвичай відносно невеликий, діаметром діаметром приблизно від 0,5 мм до 3 мм. Але він також може бути більшим, особливо на товстих і великих зрізах. Внутрішня стіна: гладка, чиста і блискуча (як дзеркало), що є однією з найбільш типових характеристик осаджених пор. Оскільки бульбашки утворюються всередині розплавленого заліза, їх стінки вступають у прямий контакт з рідким металом без окислення або забруднення.

c. Характеристики розподілу: ізольований або невеликий кластеризований розподіл: може з’являтися індивідуально, але частіше, кілька або більше продихів збираються разом, утворюючи місцеві невеликі скупчення. Зазвичай вони не розповсюджені або рівномірно розподілені (що є у випадку, коли вміст розчиненого газу надзвичайно високий). Розсіяний, але відносно сконцентрований у розташуванні: У межах товстої та великої області перерізу або гарячої точки може бути багаторазові точки пори газу.

д. Відмінні особливості інших пор: Відмінність від інвазивних пор: Інвазивні пори зазвичай більші та більш нерегулярні, з грубими та окисленими внутрішніми стінками, і можуть містити шлак (оскільки газ надходить із зовнішніх джерел, таких як волога піску, розкладання фарби тощо, і інвазія газу може нести шлак). Інвазивні пори часто розташовані на верхній поверхні лиття або біля поверхні порожнини цвілі/пісочного ядра. Відмінність від підшкірних пор: підшкірні пори розташовані нижче поверхні лиття (1-3 мм) і мають форму голки або витягнуті, іноді виявляються лише після обробки або очищення. Формування підшкірних пор часто пов'язане з хімічними реакціями на поверхні розплавленого заліза (наприклад, Feo+C -> Fe+Co), а також окислення може відбуватися на внутрішній стінці. Відмінність від реактивних пор: реактивні пори (наприклад, пори СО, що утворюються реакціями кисню вуглецю), зазвичай мають окислений колір (синій або темний) на внутрішній стінці, з більш нерегулярною формою і часто супроводжуються шлаком або включеннями.

е. Пов’язані характеристики міркувань формування: тісно пов'язане з початковим вмістом газу розплавленого заліза: розплавлене залізо з високим вмістом водню та азоту, швидше за все, виробляє пори опадів. Тісно пов'язані зі швидкістю затвердіння: товстіші та повільніші зони охолодження мають більші ризики. Пов’язане з обробкою розплавленого заліза: використання вологих, корозійних та жирних печейних матеріалів, вологих інокулянтів/сфероїдизаторів, надмірне перемішування та високі температури перегріву розплавленого заліза (збільшення всмоктування) можуть збільшити тенденцію до порів осадження. Підсумок ключових ідентифікаційних точок: Місцезнаходження: Товщина лиття, великий переріз, гаряча пляма та серцевина. Форма: в основному круглої/овальної/слізної форми, або хробака. Внутрішня стіна: гладка, чиста та блискуча (найважливіша особливість!). Розмір: Маленький до середнього, як правило, менше 3 мм. Розподіл: ізольовані або невеликі кластери, сконцентровані в місцевих районах. Визначення цих ознак має вирішальне значення для точного визначення типу пористості, відстеження першопричини дефектів (таких як сировина, процеси плавлення, обробка прищеплення, температура, що виливає, конструкції лиття) та розробка ефективних профілактичних заходів. Вимірювання вмісту газу (особливо вмісту водню) розплавленого заліза, як правило, є ключовим етапом перевірки, коли підозрює, що це утворення пор.

Звідки походить газ із осаджуючих пор в сірому чавуні? Газ у порах сірого чавуну в основному надходить з газу, розчиненого в розплавленому залізі під час процесу плавлення та виливання. Ці гази осаджуються через різке зниження розчинності під час охолодження та затвердіння розплавленого заліза. Механізм його генерації та розчинення включає складні фізичні та хімічні процеси, при цьому основні гази є воднем (H ₂) та азотом (n ₂), а невелика кількість, можливо, включає монокусид вуглецю (CO).

Основні джерела та процеси розчинення цих газів такі:

а. Джерело та механізм генерації основного газу

а. 1. Hydrogen (H ₂) - the main source of evolved gases: moisture and oil in furnace materials: moist furnace materials (pig iron, scrap steel, recycled materials), rust (Fe ₂ O ∝· nH ₂ O), oil or organic matter (such as cutting oil, plastics) decompose at high temperatures: 2H ₂ O → 2H ₂+O ₂ C ₘ H ₙ (hydrocarbons) → MC+(N/2) H ₂ Водяна пара в середовищі плавлення: волога у вологих плавлячих печах, не висушених ковшках, інструментах або покриттях. Атмосфера печі: атмосфера, що містить h ₂ o, що генерується спалюванням палива (наприклад, природним газом, газом коксової піч). Поглинання вологи прищеплення/добавок: інокулянти або сплави, такі як феросилікон та фероманганець, поглинають вологу з повітря. Механізм розчинення: залізо може розчиняти газ водню, коли він знаходиться у високотемпературному рідкому стані. При високих температурах розчинність відносно висока (до 5-7 проміле при 1500 ℃), але під час затвердіння розчинність різко падає до приблизно 1/3 ~ 1/2 (майже нерозчинна у твердій стані)

а. 2. Азот (n ₂) - важливе джерело, особливо у високоогенних матеріалах з азотом. Джерело: азот, що містить сплави/печі Матеріали: сталевий брухт (особливо з легкої сталі), азот, що містить свиней, азот у карбуризерах. Азот у газовому газі: Близько 78% повітря - N ₂, який вдихається, коли розплавлене залізо піддається впливу повітря або перемішується в електричних дугоподібних печах або індукційних печах. Розкладання піску для смоли/покриття: фуранські смоляні та амінові засоби, що затягуються, розкладаються на виробництво азоген, що містять (наприклад, NH3) HCN）。 Механізм розчинення: розчинність азоту при розплавленому залізі також збільшується з температурою, але впливає на склад розплавленого заліза (вуглець і силіконовий розчинник азоту). Розчинність значно знижується під час затвердіння (тверда розчинність надзвичайно низька).

а. 3. Окис вуглецю (CO) - вторинне, але, можливо, пов'язане з джерелом: вуглець (с) у розплавленому залізі реагує з розчиненим киснем (O) або оксидами (наприклад, FEO): (Примітка: бульбашки CO зазвичай утворюють реактивні пори, а не атипові пори опадів, але можуть співіснувати в конкретних умовах).

3. Як запобігти та контролювати виникнення дефектів газових пор: Стратегія профілактики: Відсутність джерела газу+сприяє втечі

а. Сувото контролюйте матеріал печі та середовище плавлення: матеріал печі сухий, без іржі та без плям нафти. Повністю висушіть ковш та інструменти (> 800 ℃). Уникайте надмірного перегріву (> 1500 ℃) та тривалої ізоляції.

б. Оптимізуйте обробку розплавленого заліза: Попередній запечений для запеченої (200 ~ 300 ℃). Використовуйте пісок з низьким вмістом азотної смоли або посиленого ліплення піску для вихлопу.

c. Процесний дизайн, що сприяє вихлопу: Встановіть холодний праску для прискорення затвердіння на товстих та великих площах. Доцільно проектуйте стоячий та вихлопний канал, щоб полегшити міграцію газу до стояки.

д. При необхідності проведіть обробку дегазації: введіть інертний газ (наприклад, AR) для керування воднем або додавання дегазуючого агента (наприклад, рідкісного сплаву Землі).

Короткий зміст: Газ, що осаджує пори в сірому чавуні, по суті, H ₂ та n ₂ розчиняється під час процесу плавлення розплавленого заліза, що походить від вологого/азот, що містить матеріали печі, газовий газ та неправильну роботу. Під час затвердіння, перенасичення осаджує через раптове зниження розчинності, і врешті -решт захоплюється дендритами для утворення гладких круглих пор на внутрішній стінці. Контроль розчинення джерела газу та оптимізація процесу затвердіння є ключовим фактором для вилікування проблеми.