Značilnosti in preventivni ukrepi padavin pore v sivem litem železu

1. Značilnosti padavin pore v sivem litem železu

Poroznost padavin v delih sivega litega železa je pogosta in specifična okvara vlivanja. V glavnem ga povzroča močno zmanjšanje topnosti plinov (predvsem vodika in dušika), raztopljenega v staljenem železu med postopkom hlajenja in strjevanja, ki ga ni mogoče popolnoma sprostiti in oboriti v obliki mehurčkov in ostati znotraj litja. Glavne značilnosti oborjenih pore so naslednje:

a. Značilnosti lokacije: Večinoma se pojavljajo na vročih točkah, debelih in velikih odsekih ali temeljnih območjih končnega strjevanja ulitkov: ta območja imajo počasno stopnjo strjevanja, kar zagotavlja dovolj časa za evolucijo plina, kopičenje in rast. Pogosto znotraj litanja (stran od površine): Čeprav je včasih blizu površine, se običajno nahaja v notranjem ali osrednjem območju debeline stene, za razliko od podkožnih pore, ki se tesno prilepijo na kožo. Običajno se držite stran od sistema za ganting in dvižniki: Ker se območje dvigala za gangira pozneje utrdi in ima nižji tlak, se plin bolj verjetno preseli in pobegne na ta območja. Pore padavine se bolj verjetno pojavijo pri izoliranih vročih vozliščih daleč stran od teh "izpušnih kanalov".

b. Karakteristike oblike in velikosti: Oblika: majhne luknje, ki so večinoma krožne, eliptične ali solzne oblike. Če se na sprednji strani strjevanja zbere več mehurčkov in raste vzdolž dendritov, lahko tvorijo tudi črv, kot so, tadpole ali nepravilne oblike, razporejene po mejah zrn. Velikost: Običajno sorazmerno majhna, s premerom od približno 0,5 mm do 3 mm. Lahko pa je tudi večja, zlasti na debelih in velikih odsekih. Notranja stena: gladka, čista in sijoča (kot ogledalo), ki je ena najbolj značilnih značilnosti oborjenih pore. Ker se mehurčki tvorijo znotraj staljenega železa, njihove stene pridejo v neposreden stik s tekočo kovino brez oksidacije ali kontaminacije.

c. Značilnosti porazdelitve: izolirana ali majhna gručasta porazdelitev: lahko se pojavijo posamično, vendar se pogosteje več ali več stomatov zbere, da tvorijo lokalne majhne grozde. Običajno niso razpršeni ali enakomerno razporejeni (kar je primer, ko je vsebnost raztopljenega plina izjemno visoka). Razpršeno, vendar relativno koncentrirano na lokaciji: znotraj debelega in velikega prereza ali območja vroče točke je lahko več raztresenih točk pore.

d. Različne značilnosti drugih pore: razlikovanje od invazivnih pore: invazivne pore so ponavadi večje in bolj nepravilne, z grobimi in oksidiranimi notranjimi stenami in lahko vsebujejo žlindre (ker plin prihaja iz zunanjih virov, kot so vlaga peska, razgradnja barv itd., In invazija plina pa lahko nosi žlico). Invazivne pore so pogosto nameščene na zgornji površini ulitkov ali v bližini površine plesni votline/peščenega jedra. Razlika od podkožnih pore: podkožne pore so nameščene pod površino vlivanja (1-3 mm) in so igle oblikovane ali podolgovate, včasih odkrite šele po predelavi ali čiščenju. Oblikovanje podkožnih pore je pogosto povezano s kemičnimi reakcijami na površini staljenega železa (kot je FeO+C -> Fe+CO), oksidacija pa se lahko pojavi tudi na notranji steni. Razlika od reaktivnih pore: reaktivne pore (kot so co pore, ki jih proizvajajo reakcije ogljikovega kisika) imajo običajno oksidirano barvo (modro ali temno) na notranji steni, z bolj nepravilno obliko in jih pogosto spremljajo žlindre ali vključitve.

e. Povezane značilnosti tvorbe Razlogi: tesno povezane z prvotno vsebnostjo plina v staljenem železu: staljeno železo z visoko vsebnostjo vodika in dušika je bolj verjetno, da bodo proizvajale pore padavine. Tesno povezana s hitrostjo strjevanja: debelejša in počasnejša hladilna območja imajo večja tveganja. Povezana z obdelavo staljenega železa: uporaba vlažnih, korodiranih in mastnih peči, vlažnih inokulantov/sferoizerjev, prekomernega mešanja in visokih pregretih temperatur staljenega železa (povečanje sesanja) lahko poveča nagnjenost k padavinskim pore. Povzetek ključnih identifikacijskih točk: Lokacija: debelina vlivanja, velik prerez, vroča točka in jedro. Oblika: V glavnem okrogle/ovalne/solze v obliki ali črv v obliki črva. Notranja stena: gladka, čista in sijoča (najpomembnejša lastnost!). Velikost: majhna do srednja, običajno manj kot 3 mm. Porazdelitev: izolirani ali majhni grozdi, koncentrirani na lokalnih območjih. Prepoznavanje teh značilnosti je ključnega pomena za natančno določanje vrste poroznosti, sledenje koreninskim vzrokom napak (kot so surovine, talilni procesi, inokulacijske obdelave, temperature vlivanja, modele vlivanja) in razvoj učinkovitih preventivnih ukrepov. Merjenje vsebnosti plina (zlasti vsebnosti vodika) staljenega železa je običajno ključni korak preverjanja, če sumite, da gre za tvorbo por.

Od kod prihaja plin iz oborjenih pore v sivem litem železu? Plin v poreh sivega litega železa v glavnem izvira iz plina, raztopljenega v staljenem železu med postopkom taljenja in izlivanja. Ti plini se oborijo zaradi močnega zmanjšanja topnosti med hlajenjem in strjevanjem staljenega železa. Njegov mehanizem za proizvodnjo in raztapljanje vključuje zapletene fizikalne in kemične procese, pri čemer so jedrski plini vodik (H ₂) in dušik (N ₂) ter majhna količina, ki vključuje ogljikov monoksid (CO).

Glavni viri in postopki raztapljanja teh plinov so naslednji:

a. Mehanizem vira in ustvarjanja jedra

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 (ogljikovodiki) → MC+(N/2) H ₂ Vodna para v talilnem okolju: vlaga v vlažnih talilnih pečeh, neobremenjene legi, orodja ali prevleke. Atmosfera peči: atmosfera, ki vsebuje h ₂ o, ustvarjena z zgorevanjem goriva (kot so zemeljski plin, koks pečici). Absorpcija vlage inokulantov/aditivov: inokulanti ali zlitine, kot sta Ferrosilicon in Ferromangance, absorbirajo vlago iz zraka. Mehanizem raztapljanja: Železo lahko raztopi vodikov plin, ko je v visokotemperaturnem tekočem stanju. Pri visokih temperaturah je topnost relativno visoka (do 5-7 ppm pri 1500 ℃

a. 2. dušik (n ₂) - pomemben vir, zlasti v materialih z visokim dušikovim peči. Vir: zlitine/peči, ki vsebujejo dušik,: odpadno jeklo (zlasti zlitinsko jeklo), sunki, ki vsebuje dušik, prag železa, dušik v karburizatorjih. Dušik v peči plina: približno 78% zraka je n ₂, ki se vdihava, ko je staljeno železo izpostavljeno zraku ali mešano v električnih ločnih pečh ali indukcijskih pečh. Razgradnjo smole peska/prevleke: Furanska smola in amin strjena sredstva razgradijo, da nastanejo plini, ki vsebujejo dušik (na primer NH3) HCN）。 Mehanizem raztapljanja: Topnost dušika v staljenem železu se poveča tudi s temperaturo, vendar vpliva tudi sestava moltnega železa). Topnost se med strjevanjem znatno zmanjša (trdna topnost je izjemno nizka).

a. 3. Ogljikov monoksid (CO) - sekundarni, vendar morda vključeni vir: ogljik (C) v staljenem železu reagira z raztopljenim kisikom (O) ali oksidi (na primer FeO): (Opomba: CO mehurčki običajno tvorijo reaktivne pore in ne atipične pore padavine, vendar lahko soobstaja v določenih pogojih).

3. Kako preprečiti in nadzorovati pojav napak na plinskih porah: Strategija preprečevanja: odrezanje vira plina+spodbujanje pobega

a. Strogo nadzorujte material peči in talilno okolje: material za peč je suh, brez rje in brez oljnih madežev. Popolnoma posušite lov in orodje (> 800 ℃). Izogibajte se pregrevanju (> 1500 ℃) in dolgotrajni izolaciji.

b. Optimizirajte čiščenje staljenega železa: predhodno pečeno inokulant/zlitina (200 ~ 300 ℃). Za izpuh uporabite nizko dušikovo smolno pesek ali armirani pesek.

c. Izpušni izpuh s pomočjo procesa: Namestite hladno železo, da pospešite strjevanje na debelih in velikih območjih. Ustrezno oblikujte dvižni in izpušni kanal, da olajšate migracijo plina proti dvigu.

d. Če je potrebno, izvedite razčlenjeno zdravljenje: vstavite inertni plin (na primer AR) za vožnjo vodika ali dodajanje razplinjevalnega sredstva (na primer redka zemeljska zlitina).

Povzetek: Plin, ki obori pore v sivem litem železu, je v bistvu H ₂ in N ₂ raztopljen med taljenjem staljenega železa, ki izvira iz vlažnih/materialov za peč, peči, plina in nepravilnega delovanja. Med strjevanjem se nadzasonjenost obori zaradi nenadnega zmanjšanja topnosti, dendriti pa sčasoma zajamejo, da tvorijo gladke krožne pore na notranji steni. Ključna za zdravljenje težave sta nadzor nad raztapljanjem izvornega plina in optimizacija postopka strjevanja.