Характарыстыкі і меры прафілактыкі ападкаў пары ў шэры чыгун

1. Характарыстыка ападкаў пары ў шэры чыгун

Сітаватасць ападкаў у шэрай чыгунных частках з'яўляецца распаўсюджаным і спецыфічным дэфектам ліцця. У асноўным гэта выклікана рэзкім зніжэннем растваральнасці газаў (у асноўным вадародам і азотам), раствораным у расплаўленым жалезе падчас працэсу астуджэння і зацвярдзення, якія не могуць быць цалкам вызвалены і ападкаў у выглядзе бурбалак і заставацца ўнутры ліцця. Асноўныя характарыстыкі выпадзеных пары наступныя:

a. Характарыстыкі размяшчэння: у асноўным, якія сустракаюцца ў гарачых кропках, тоўстых і вялікіх участках, альбо асноўных участках канчатковага зацвярдзення ліцця: гэтыя ўчасткі маюць павольную хуткасць зацвярдзення, што забяспечвае больш часу для эвалюцыі газу, назапашвання і росту. Часта ўнутры ліцця (удалечыні ад паверхні): Хоць часам блізка да паверхні, ён звычайна знаходзіцца ва ўнутранай або цэнтральнай вобласці таўшчыні ліцця, у адрозненне ад падскурных пары, якія цесна прылягаюць да скуры. Звычайна трымайцеся далей ад сістэмы рашоткі і стаякоў: паколькі вобласць стаяння застывае пазней і мае меншы ціск, газ, хутчэй за ўсё, мігруе і ўцякае ў гэтыя раёны. Пары ападкаў, хутчэй за ўсё, утвараюцца ў ізаляваных гарачых вузлах, далёкіх ад гэтых "выхлапных каналаў".

нар. Форма і памер характарыстыкі: форма: невялікія адтуліны, якія ў асноўным кругавыя, эліптычныя або слёзныя ў форме. Калі некалькі бурбалак збіраюцца на спераду зацвярдзенні і растуць уздоўж дендрытаў, яны могуць таксама ўтвараць чарвяка, як пасуць, альбо няправільныя формы, размешчаныя ўздоўж межаў збожжа. Памер: звычайна адносна невялікі, дыяметр дыяметрам ад 0,5 мм да 3 мм. Але ён таксама можа быць большым, асабліва на густых і вялікіх участках. Унутраная сцяна: гладкая, чыстая і бліскучая (як люстэрка), якая з'яўляецца адной з самых тыповых характарыстык выпаленых пары. Паколькі бурбалкі ўтвараюцца ўнутры расплаўленага жалеза, іх сцены ўступаюць у непасрэдны кантакт з вадкім металам без акіслення і забруджвання.

c. Характарыстыкі размеркавання: ізаляванае або невялікае кластарнае размеркаванне: можа з'яўляцца індывідуальна, але часцей, некалькі і больш вусцях збіраюцца разам, утвараючы мясцовыя невялікія кластары. Звычайна яны не рассеяны або раўнамерна размеркаваны (гэта адбываецца, калі ўтрыманне растворанага газу надзвычай высокае). Раскіданы, але адносна канцэнтраваны ў месцы: у тоўстай і вялікай плошчы перасеку або гарачай плямы можа быць некалькі кропак раскіданай газавай пары.

в. Адметныя рысы іншых пары: адрозненне ад інвазівных пары: інвазівныя пары звычайна больш буйныя і нерэгулярныя, з грубымі і акісленымі ўнутранымі сценамі і могуць утрымліваць дзындры (таму што газ паходзіць з знешніх крыніц, такіх як вільготнасць пяску, раскладанне фарбы і г.д. Інвазівныя пары часта размяшчаюцца на верхняй паверхні адлівак або каля паверхні паражніны цвілі/пясчанага ядра. Розніца ад падскурных пары: падскурныя пары размешчаны ніжэй паверхні ліцця (1-3 мм) і маюць іголку ў форме або выцягнутыя, часам выяўленыя толькі пасля апрацоўкі або ачысткі. Фарміраванне падскурных пары часта звязана з хімічнымі рэакцыямі на паверхні расплаўленага жалеза (напрыклад, FEO+C -> Fe+Co), а таксама можа адбыцца акісленне на ўнутранай сцяне. Розніца ад рэактыўных пары: рэактыўныя пары (напрыклад, пары, якія выпрацоўваюцца рэакцыямі з кіслародам вугляроду), звычайна маюць акіслены колер (сіні ці цёмны) на ўнутранай сцяне, з больш нерэгулярнай формай, і часта суправаджаюцца дзындрамі або ўключэннямі.

е. Звязаныя характарыстыкі прычын фарміравання: цесна звязаны з першапачатковым утрыманнем газу расплаўленага жалеза: расплаўленае жалеза з высокім утрыманнем вадароду і азоту, хутчэй за ўсё, вырабляе пары ападкаў. Цесна звязана са хуткасцю застывання: больш тоўстыя і павольныя ўчасткі астуджэння маюць больш высокія рызыкі. Звязаны з расплаўленым жалезным лячэннем: выкарыстанне вільготных, карозійных і тоўстых матэрыялаў печы, вільготныя прышчэпкі/сфероідызатары, празмернае памешванне і высокі перагрэвы тэмпературу расплаўленага жалеза (павелічэнне ўсмоктвання) могуць павялічыць тэндэнцыю да пары ападкаў. Кароткая інфармацыя аб ключавых кропках: Месцазнаходжанне: таўшчыня ліцця, вялікі перасек, гарачая кропка і ядро. Форма: у асноўным круглая/авальная/слёзная форма або форма чарвяка. Унутраная сцяна: гладкая, чыстая і бліскучая (самая важная асаблівасць!). Памер: невялікі і сярэдні, звычайна менш за 3 мм. Размеркаванне: ізаляваныя або невялікія кластары, сканцэнтраваны ў мясцовых раёнах. Выяўленне гэтых асаблівасцей мае вырашальнае значэнне для дакладнага вызначэння тыпу сітаватасці, прасочвання першапрычыны дэфектаў (напрыклад, сыравіны, працэсы плаўлення, лячэння прышчэпкі, тэмпературы налівання, канструкцыі ліцця) і распрацоўкі эфектыўных прафілактычных мер. Вымярэнне ўтрымання газу (асабліва ўтрымання вадароду) расплаўленага жалеза, як правіла, з'яўляецца ключавым этапам праверкі пры падазрэнні, што гэта фарміраванне пары.

Адкуль бярэцца газ ад ападання пары ў шэрым чыгунным жалезе? Газ у пары шэрага чыгуннага жалеза ў асноўным ідзе ад газу, растваранага ў расплаўленым жалезе падчас працэсу плаўлення і разлівання. Гэтыя газы выпадаюць у выніку рэзкага зніжэння растваральнасці падчас астуджэння і застывання расплаўленага жалеза. Механізм генерацыі і растварэння ўключае складаныя фізічныя і хімічныя працэсы, пры гэтым асноўныя газы з'яўляюцца вадародам (H ₂) і азотам (N ₂), а таксама невялікая колькасць, магчыма, з удзелам вокісу вугляроду (CO).

Асноўныя крыніцы і працэсы растварэння гэтых газаў наступныя:

a. Механізм крыніцы і генерацыі асноўнага газу

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 (вуглевадароды) → MC+(N/2) H ₂ вадзяной пары ў асяроддзі плаўлення: вільгаць у вільготных плаўленых печах, разбітых камянях, інструментах і пакрыццях. Атмасфера печы: атмасфера, якая змяшчае H ₂ o, генеруецца згараннем паліва (напрыклад, прыродным газам, кокс -духоўкай). Паглынанне вільгаці прышчэпак/дабавак: прышчэпкі або сплавы, такія як ферасілікон і фераманганская, паглынаюць вільгаць з паветра. Механізм растварэння: Жалеза можа растварыць вадародным газам, калі ён знаходзіцца ў высокатэмпературным вадкім стане. Пры высокіх тэмпературах растваральнасць адносна высокая (да 5-7 праміле пры 1500 ℃), але падчас зацвярдзення растваральнасць рэзка зніжаецца да прыблізна 1/3 ~ 1/2 (амаль нерастваральны ў цвёрдым стане)

a. 2. Азот (N ₂) - важная крыніца, асабліва ў матэрыялах з высокім азотам. Крыніца: азот, які змяшчае сплавы/сплавы для печы: металалом (асабліва з сплававай сталі), азот, які змяшчае жалеза, азот у карбюратараў. Азот у печы газу: каля 78% паветра - N ₂, які ўдыхаецца, калі расплаўленае жалеза падвяргаецца ўздзеянню паветра або змешвання ў электрычных дугавых печах або індукцыйных печах. Смалавая пясок/раскладанне пакрыцця: смала фуран і амінныя сродкі, якія распадаюцца, каб вырабляць азотныя газы (напрыклад, NH3) HCN）。 Механізм растварэння: растваральнасць азоту ў расплаўленай жалеза таксама павялічваецца з тэмпературай, але ўплывае на склад моктэннага жалеза (вугляродны і сілікон памяншае солавую нітратнасці). Растваральнасць значна памяншаецца падчас застывання (цвёрдая растваральнасць надзвычай нізкая).

a. 3. Аксід вугляроду (CO) - другасная, але, магчыма, звязаная з крыніцай: вуглярод (C) у расплаўленым жалезе рэагуе з раствораным кіслародам (O) або аксідамі (напрыклад, FEO): (Заўвага: бурбалкі CO звычайна ўтвараюць рэактыўныя пары, а не атыповыя пары ападкаў, але могуць суаднесці пры пэўных умовах).

3. Як прадухіліць і кантраляваць узнікненне дэфектаў газавых пары: Стратэгія прафілактыкі: адключэнне крыніцы газу+прасоўванне ўцёкаў

a. Строга кантралюйце матэрыял для печы і асяроддзе плаўлення: матэрыял для печы сухі, іржавы і без плям алею. Цалкам высушыце коўш і інструменты (> 800 ℃). Пазбягайце празмернага перагрэву (> 1500 ℃) і працяглай ізаляцыі.

нар. Аптымізаваць расплаўленае лячэнне жалеза: прышчэпку/сплаў папярэдне запечанага (200 ~ 300 ℃). Выкарыстоўвайце нізкі азотны пясок або ўзмоцнены ліццё пяску для выхлапных газаў.

c. Дызайн працэсу дапаможа выхлап: Усталюйце халоднае жалеза, каб паскорыць застыванне на густых і вялікіх плошчах. Абгрунтавана распрацаваць стояк і выхлапны канал, каб палегчыць міграцыю газу ў бок стаяка.

в. Пры неабходнасці правядзіце лячэнне дэгазацыі: увядзіце інертны газ (напрыклад, AR) для кіравання вадародам, альбо дадайце дэгазавае сродак (напрыклад, сплаў рэдкай зямлі).

Рэзюмэ: Газ, які выкідвае пары ў шэрым чыгуне, па сутнасці, H ₂ і N ₂ раствараецца ў працэсе плаўлення расплаўленага жалеза, які паходзіць з вільготных/азотных матэрыялаў печы, газу печы і няправільнай працы. Падчас застывання перанасычанасць аблогае з -за раптоўнага зніжэння растваральнасці і ў канчатковым выніку захопліваецца дендрытамі, утвараючы гладкія круглыя пары на ўнутранай сцяне. Кіраванне растварэннем зыходнага газу і аптымізацыя працэсу застывання - гэта ключ да лячэння праблемы.