A pórus csapadékának jellemzői és megelőzési mérései szürke öntöttvasban

1.

A csapadék porozitása a szürke öntöttvas alkatrészekben gyakori és specifikus öntési hiba. Elsősorban a gázok (elsősorban hidrogén és nitrogén) oldhatóságának hirtelen csökkenése okozza az olvadt vasban oldódott a hűtési és megszilárdulási folyamat során, amelyet nem lehet teljesen felszabadítani, és buborékok formájában nem lehet kicsapni, és az öntvény belsejében maradhat. A csapadékos pórusok fő jellemzői a következők:

a. Helyi jellemzők: A forró pontokban, a vastag és a nagy szakaszokban, vagy az öntvények végső megszilárdulásának alapterületeiben fordul elő: ezeknek a területeknek lassú megszilárdulási sebessége van, elegendő időt biztosítva a gáz evolúciójának, felhalmozódásának és növekedéséhez. Gyakran az öntés belsejében (a felszíntől távol): bár néha a felület közelében van, általában az öntőfal vastagságának belső vagy központi területén helyezkedik el, ellentétben a bőr alatti pórusokkal, amelyek szorosan ragaszkodnak a bőrhez. Általában tartózkodjon a kapu rendszertől és a emelőktől: mivel a Gating Riser terület később megszilárdul, és alacsonyabb nyomása van, a gáz nagyobb valószínűséggel vándorol és elmenekül ezekre a területekre. A csapadékpórusok nagyobb valószínűséggel alakulnak ki az izolált forró csomópontokban, amelyek távol vannak a "kipufogócsatornáktól".

b. Alak és méret jellemzői: alak: kis lyukak, amelyek többnyire kör alakúak, elliptikus vagy könnycsepp alakúak. Ha több buborék gyűl össze a megszilárdulási elülső oldalon, és a dendritek mentén nőnek, akkor féreg is, mint például a tadpole -hez hasonló vagy szabálytalan formák, amelyek a gabonahatárok mentén oszlanak el. Méret: Általában viszonylag kicsi, átmérője körülbelül 0,5 mm és 3 mm. De ez is nagyobb lehet, különösen a vastag és a nagy szakaszokban. Belső fal: sima, tiszta és fényes (mint egy tükör), amely a csapadékos pórusok egyik legjellemzőbb tulajdonsága. Mivel a buborékok képződnek az olvadt vas belsejében, falakuk közvetlen érintkezésbe kerül a folyékony fémkel oxidáció vagy szennyeződés nélkül.

c. Eloszlási jellemzők: Elkülönített vagy kicsi csoportos eloszlás: Egyénileg, de általában több vagy több sztómát gyűlhet össze, hogy helyi kis klasztereket képezzen. Általában nem diszpergálódnak vagy egyenletesen eloszlanak (ez az eset, ha az oldott gáztartalom rendkívül magas). Szétszórt, de viszonylag koncentrált a helyszínen: vastag és nagy keresztmetszeti vagy forró folt területén több szétszórt gázpórus lehet.

d. Megkülönböztető tulajdonságok más pórusoktól: Megkülönböztetés az invazív pórusoktól: Az invazív pórusok általában nagyobbak és szabálytalanabbak, durva és oxidált belső falakkal, és salakot tartalmazhatnak (mivel a gáz külső forrásokból származik, például homok nedvességtartalmából, a festékbomlásból stb., És a gáz invázió hordozhat). Az invazív pórusok gyakran az öntvények felső felületén vagy a penészüreg/homokmag felületén helyezkednek el. Különbség a szubkután pórusoktól: A szubkután pórusok az öntvény felülete alatt helyezkednek el (1-3 mm), és tű alakúak vagy hosszúkásak, néha csak feldolgozás vagy tisztítás után fedezik fel. A szubkután pórusok kialakulása gyakran kapcsolódik az olvadt vas felületén (például Feo+C -> Fe+Co) kémiai reakciókkal, és oxidáció is előfordulhat a belső falon. Különbség a reaktív pórusoktól: A reaktív pórusok (például a szén -oxigénreakciók által termelt CO -pórusok) általában oxidált színűek (kék vagy sötét) a belső falon, szabálytalanabb formájúak, és gyakran salak vagy zárványok kísérik őket.

e. A képződési okok kapcsolódó jellemzői: Az olvadt vas eredeti gáztartalmához szorosan kapcsolódnak: A nagy hidrogéntartalmú és nitrogéntartalommal rendelkező olvadt vas nagyobb valószínűséggel állít elő csapadékpórusokat. Szorosan kapcsolódik a megszilárdulási sebességhez: A vastagabb és lassabb hűtési területek nagyobb kockázatokkal járnak. Az olvadt vaskezeléssel kapcsolatban: a nedves, korrodált és olajos kemence anyagok, a nedves oltószerek/gömbök, a túlzott keverés és az olvadt vas (növekvő szívás) nagy túlmelegedési hőmérséklete (növekvő szívás) használata mind növelheti a csapadékpórusok tendenciáját. A kulcs-azonosító pontok összefoglalása: Hely: Vastagság öntvény, nagy keresztmetszet, forró pont és mag. Alak: főleg kerek/ovális/könnycsepp alakú, vagy féreg alakú. Belső fal: sima, tiszta és fényes (a legfontosabb tulajdonság!). Méret: kicsi és közepes, általában kevesebb, mint 3 mm. Eloszlás: izolált vagy kis klaszterek, a helyi területeken koncentrálva. Ezen tulajdonságok azonosítása elengedhetetlen a porozitás típusának pontos meghatározásához, a hibák kiváltó okának (például nyersanyagok, olvadási folyamatok, oltási kezelések, hőmérsékleti öntési tervek, öntési tervek) és hatékony megelőző intézkedések kidolgozásának nyomon követése szempontjából. Az olvadt vas gáztartalmának (különösen a hidrogéntartalom) mérése általában kulcsfontosságú ellenőrzési lépés, amikor azt gyanítják, hogy ez egy pórusképződés.

Honnan származik a szürke öntöttvas pórusokból származó gáz? A szürke öntöttvas pórusában lévő gáz elsősorban az olvadt vasban feloldott gázból származik az olvadás és öntési folyamat során. Ezek a gázok az oldhatóság hirtelen csökkenése miatt csapódnak fel az olvadt vas hűtése és megszilárdulása során. A generációs és oldódási mechanizmus komplex fizikai és kémiai eljárásokat foglal magában, a maggázok hidrogén (H ₂) és nitrogén (N ₂), valamint egy kis mennyiségben, amely esetleg szén -monoxidot (CO) tartalmaz.

Ezen gázok fő forrásai és oldódási folyamata a következők:

a. A maggáz forrás- és generációs mechanizmusa

a. 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 Vízgőz az olvadási környezetben: Nedvesség nedves olvadó kemencékben, nem tükrözött lárványok, szerszámok vagy burkolatok. Kemence légkör: Az üzemanyag -égés által generált h o -t tartalmazó légkör (például földgáz, kokszkemence gáz). Az inokulánsok/adalékanyagok nedvességtartalmú felszívódása: inokulánsok vagy ötvözetek, például ferrosilikon és ferromangaszok a levegőből származó nedvességet. Feloldási mechanizmus: A vas feloldhatja a hidrogéngázt, ha magas hőmérsékleten folyékony állapotban van. Magas hőmérsékleten az oldhatóság viszonylag magas (legfeljebb 5-7 ppm-ig 1500 ℃-nél), de a megszilárdulás során az oldhatóság hirtelen kb.

a. 2. Nitrogén (N ₂) - Fontos forrás, különösen a magas nitrogén kemence anyagokban. Forrás: Nitrogéntartalmú ötvözetek/kemence anyagok: Scrap acél (különösen ötvözött acél), nitrogéntartalmú sertésvas, nitrogén a karizókban. Nitrogén a kemence gázában: A levegő kb. 78% -a n ₂, amely belélegezve van, amikor az olvadt vasat levegőnek kell kitenni, vagy elektromos ívkemencékben vagy indukciós kemencékben keverik. A gyanta homok/bevonó bomlás: A furán gyanta és az amin gyógyító szerek bomlanak nitrogéntartalmú gázok előállításához (például NH3) HCN）。 oldódási mechanizmus: A nitrogén oldhatósága az olvadt vasban is növekszik a hőmérsékleten, de befolyásolja az olvadt vas (szén- és szilikon oldhatóság csökkentése) összetétele. Az oldhatóság szignifikánsan csökken a megszilárdulás során (a szilárd oldhatóság rendkívül alacsony).

a. 3. Szén -monoxid (CO) - másodlagos, de esetleg érintett forrás: Szén (C) olvadt vasban oldott oxigénnel (O) vagy oxidokkal (például FEO -val) reagál: (Megjegyzés: a CO -buborékok általában reaktív pórusokat képeznek, nem pedig atipikus csapadékpórusokkal, de specifikus körülmények között együttélhetnek).

3. Hogyan lehet megelőzni és ellenőrizni a gáz pórushibák előfordulását: Megelőzési stratégia: A gázforrás levágása+a menekülés előmozdítása

a. Szigorúan ellenőrizze a kemence anyagát és az olvadási környezetet: A kemence anyag száraz, rozsdamentes és olajfoltoktól mentes. Teljesen szárítsa meg a kanálot és a szerszámokat (> 800 ℃). Kerülje a túlzott túlmelegedést (> 1500 ℃) és a hosszabb szigetelést.

b. Optimalizálja az olvadt vaskezelést: oltóanyag/ötvözet Pre sült (200 ~ 300 ℃). Használjon alacsony nitrogén gyanta homokot vagy megerősített öntő homokot a kipufogógázhoz.

c. Folyamattervezés segített kipufogó: Helyezze be a hideg vasat a megszilárdulás felgyorsításához vastag és nagy területeken. Ésszerűen tervezze meg a felszálló és kipufogócsatornát, hogy megkönnyítse a gáz migrációját a felszálló felé.

d. Szükség esetén végezzen gáztalanító kezelést: Vezesse be az inert gázt (például AR) a hidrogén vezetéséhez, vagy adjon hozzá gáztalanítószert (például a ritkaföldfém ötvözet).

Összegzés: A szürke öntöttvas pórusát kicsapó gázt alapvetően H ₂ és N ₂ feloldják az olvadt vas olvadási folyamata során, amely nedves/nitrogéntartalmú kemencékből, kemencegázból és nem megfelelő működésből származik. A megszilárdulás során a túltelítettség az oldhatóság hirtelen csökkenése miatt kicsapódik, és végül a dendritek rögzítik, hogy sima kör alakú pórusokat képezzenek a belső falon. A forrásgáz oldódásának ellenőrzése és a megszilárdulási folyamat optimalizálása a kulcs a probléma gyógyításához.