Caracteristici și măsuri de prevenire a precipitațiilor de pori în fontă gri

1.. Caracteristicile precipitațiilor de pori în fontă gri

Porozitatea precipitațiilor în părțile gri din fontă este un defect de turnare comun și specific. Este cauzată în principal de scăderea accentuată a solubilității gazelor (în principal hidrogen și azot) dizolvată în fier topit în timpul procesului de răcire și solidificare, care nu poate fi eliberat complet și precipita sub formă de bule și rămân în interiorul turnării. Principalele caracteristici ale porilor precipitați sunt următoarele:

o. Caracteristici de locație: care apar în cea mai mare parte în punctele fierbinți, secțiuni groase și mari sau zone de bază ale solidificării finale a pieselor de turnare: aceste zone au o rată de solidificare lentă, oferind timp mai mult timp pentru evoluția, acumularea și creșterea gazelor. Adesea în interiorul turnării (departe de suprafață): deși uneori aproape de suprafață, este de obicei localizată în zona interioară sau centrală a grosimii peretelui de turnare, spre deosebire de porii subcutanați care respectă îndeaproape pielea. De obicei, stați departe de sistemul de închidere și crește: deoarece zona de ridicare a gatiului se solidifică mai târziu și are o presiune mai mică, gazul este mai probabil să migreze și să scape în aceste zone. Porii precipitațiilor sunt mai susceptibile să se formeze la noduri calde izolate, departe de aceste „canale de evacuare”.

b. Caracteristici de formă și dimensiune: formă: găuri mici care sunt în mare parte circulare, eliptice sau în formă de lacrimă. Dacă mai multe bule se adună pe fața de solidificare și cresc de -a lungul dendritelor, acestea pot forma, de asemenea, viermi ca, tadpole, sau forme neregulate distribuite de -a lungul limitelor cerealelor. Dimensiune: de obicei relativ mic, cu un interval de diametru de aproximativ 0,5 mm până la 3 mm. Dar poate fi, de asemenea, mai mare, în special la secțiuni groase și mari. Peretele interior: neted, curat și strălucitor (ca o oglindă), care este una dintre cele mai tipice caracteristici ale porii precipitați. Deoarece bulele sunt formate în fierul topit, pereții lor intră în contact direct cu metalul lichid fără oxidare sau contaminare.

C. Caracteristici de distribuție: distribuție izolată sau mică grupată: poate apărea individual, dar mai frecvent, mai multe sau mai multe stomate se adună pentru a forma grupuri mici locale. De obicei, nu sunt dispersate sau distribuite uniform (ceea ce este cazul atunci când conținutul de gaz dizolvat este extrem de mare). Împrăștiat, dar relativ concentrat în locație: într-o zonă încrucișată groasă și mare sau o suprafață la punct fierbinte, pot exista mai multe puncte de pori cu gaz împrăștiat.

D. Caracteristici distinctive de alți pori: distincție de porii invazivi: porii invazivi sunt de obicei mai mari și mai neregulați, cu pereți interiori aspră și oxidat și pot conține zgură (deoarece gazul provine din surse externe, cum ar fi umiditatea nisipului, descompunerea vopselei, etc., iar invazia gazelor poate transporta zgură). Porii invazivi sunt adesea localizați pe suprafața superioară a turnărilor sau aproape de suprafața cavității matriței/miezului de nisip. Diferența față de porii subcutanați: porii subcutanați sunt situați sub suprafața turnării (1-3mm) și sunt în formă de ac sau alungită, uneori descoperite numai după procesare sau curățare. Formarea porilor subcutanați este adesea legată de reacțiile chimice pe suprafața fierului topit (cum ar fi Feo+C -> Fe+CO), iar oxidarea poate apărea și pe peretele interior. Diferența față de porii reactivi: porii reactivi (cum ar fi porii CO produse de reacțiile de oxigen de carbon) au de obicei o culoare oxidată (albastru sau întuneric) pe peretele interior, cu o formă mai neregulată și sunt adesea însoțite de zgură sau incluziuni.

e. Caracteristici conexe ale motivelor de formare: strâns legate de conținutul de gaz original de fier topit: fierul topit cu conținut ridicat de hidrogen și azot este mai probabil să producă pori de precipitații. În strânsă legătură cu viteza de solidificare: zonele de răcire mai groase și mai lente au riscuri mai mari. Legat de tratamentul cu fier topit: utilizarea materialelor de cuptor umed, corodate și uleioase, inoculanți umede/sferoidizatori, agitare excesivă și temperaturi ridicate de supraîncălzire a fierului topit (creșterea aspirației) pot crește tendința pentru porii de precipitații. Rezumatul punctelor cheie de identificare: Locație: grosime de turnare, secțiune transversală mare, punct fierbinte și miez. Formă: în principal în formă rotundă/ovală/lacrimă sau în formă de vierme. Perete interior: neted, curat și strălucitor (cea mai importantă caracteristică!). Dimensiune: mic până la mediu, de obicei mai mic de 3mm. Distribuție: clustere izolate sau mici, concentrate în zonele locale. Identificarea acestor caracteristici este crucială pentru determinarea cu exactitate a tipului de porozitate, urmărind cauza principală a defectelor (cum ar fi materiile prime, procesele de topire, tratamentele de inoculare, turnarea temperaturilor, proiectele de turnare) și dezvoltarea de măsuri preventive eficiente. Măsurarea conținutului de gaz (în special conținutul de hidrogen) din fier topit este de obicei o etapă cheie de verificare atunci când suspectați că este o formare a porilor.

De unde vine gazul din porii precipitați în fontă gri? Gazul din porii din fontă gri provine în principal din gazul dizolvat în fierul topit în timpul procesului de topire și turnare. Aceste gaze precipită din cauza unei scăderi accentuate a solubilității în timpul răcirii și solidificării fierului topit. Mecanismul său de generare și dizolvare implică procese fizice și chimice complexe, gazele de bază fiind hidrogen (H ₂) și azot (N ₂) și o cantitate mică care implică monoxid de carbon (CO).

Principalele surse și procese de dizolvare ale acestor gaze sunt următoarele:

o. Mecanismul sursei și generației gazelor de bază

o. 1. Hidrogen (H ₂) - Principala sursă de gaze evoluate: umiditate și ulei în materialele cuptorului: materiale de cuptor umede (fier de porc, oțel de resturi, materiale reciclate), rugină (fe ₂ o ∝ · nh ₂ o), ulei sau materie organică (cum ar fi tăierea uleiului, plastice) se descompun la temperaturi ridicate: 2H ₂ O → 2H ₂+O ₂ C ₘ C ₘ H ₙ (Hydocarbons → MC+(N/2) H ₂ Vapori de apă în mediul de topire: umiditate în cuptoare de topire umede, laguri, unelte sau acoperiri nedeclase. Atmosfera cuptorului: atmosfera care conține h ₂ o generată de combustia de combustibil (cum ar fi gazul natural, gazul cuptorului de cocs). Absorbția umidității inoculantelor/aditivilor: inoculanți sau aliaje precum ferrosilicon și ferromanganganese absoarbe umiditatea din aer. Mecanism de dizolvare: fierul poate dizolva gazul de hidrogen atunci când se află într-o stare lichidă la temperatură ridicată. La temperaturi ridicate, solubilitatea este relativ ridicată (până la 5-7 ppm la 1500 ℃), dar în timpul solidificării, solubilitatea scade brusc la aproximativ 1/3 ~ 1/2 (aproape insolubil în stare solidă)

o. 2. Azot (N ₂) - O sursă importantă, în special în materialele cu cuptor cu azot ridicat. Sursa: Aliaje/materiale cuptor care conțin azot: oțel de resturi (în special oțel din aliaj), fier de porc care conține azot, azot în carburizatori. Azot în gaz cuptor: aproximativ 78% din aer este N ₂, care este inhalat atunci când fierul topit este expus la aer sau agitat în cuptoarele cu arc electric sau cuptoarele de inducție. Nisipul de rășină/descompunerea de acoperire: rășina de furană și agenții de întărire a aminei se descompun pentru a produce gaze care conțin azot (cum ar fi NH3) HCN）。 Mecanism de dizolvare: Solubilitatea azotului în fier topit crește, de asemenea, crește odată cu temperatura, dar este afectată de compoziția fierului topit (carbonul și siliconul reduc solubilitatea azotului). Solubilitatea scade semnificativ în timpul solidificării (solubilitatea solidă este extrem de scăzută).

o. 3. Monoxid de carbon (CO) - Sursa secundară, dar eventual implicată: carbonul (C) din fier topit reacționează cu oxigen dizolvat (O) sau oxizi (cum ar fi FEO): (NOTĂ: Bulele CO de obicei formează pori reactivi mai degrabă decât pori de precipitații atipice, dar pot coexista în condiții specifice).

3. Cum să preveniți și să controlați apariția defectelor porilor de gaz: Strategia de prevenire: tăierea sursei de gaz+promovarea evadării

o. Controlați strict materialul cuptorului și mediul de topire: materialul cuptorului este uscat, fără rugină și fără pete de ulei. Uscați -vă complet cățelul și instrumentele (> 800 ℃). Evitați supraîncălzirea excesivă (> 1500 ℃) și izolarea prelungită.

b. Optimizați tratamentul cu fier topit: inoculant/aliaj pre -copt (200 ~ 300 ℃). Utilizați nisip de rășină cu azot scăzut sau nisip de modelare armat pentru evacuare.

C. Proiectarea procesului de evacuare asistată: Instalați fierul rece pentru a accelera solidificarea în zone groase și mari. Proiectați în mod rezonabil canalul de ridicare și de evacuare pentru a facilita migrația gazelor către creșterea.

D. Dacă este necesar, efectuați tratamentul de degazare: introduceți gaz inert (cum ar fi AR) pentru a conduce hidrogenul sau adăugați agent de degazare (cum ar fi aliaj de pământ rar).

Rezumat: Gazul care precipită porii în fontă gri este în esență h ₂ și n ₂ dizolvat în timpul procesului de topire al fierului topit, provenind din materialele cuptorului care conțin umed/azot, gaz cuptorului și funcționare necorespunzătoare. În timpul solidificării, supersaturarea precipită din cauza scăderii bruște a solubilității și este în cele din urmă capturată de dendrite pentru a forma pori circulari netezi pe peretele interior. Controlul dizolvării gazului sursă și optimizarea procesului de solidificare este cheia pentru vindecarea problemei.