Módosítása öntvények szerkezet
A folyamat lényege, módosító fajok
Beoltás egy olyan folyamat, irányváltozás az öntött fém vagy ötvözet szerkezete hatása alatt kis mennyiségű (
legfeljebb 0,1 tömeg%), különösen az adalékanyagok vagy fizikai módszerek rabotki folyadék és kristályosítását az olvadék.
Összhangban termodinamikai elmélete kristályosításával fémötvözetek bármely adott hőmérsékleten előnyben képződését és a fázis stabilitást határozzuk meg a változás Gibbs szabad energia a rendszer (# 916; G). Minél kisebb az értéke # 916; G, annál stabilabb fázisban. , Az olvadékot le kell hűteni valamivel alacsonyabb az egyensúlyi kristályosodási hőmérséklet (lásd. Ábra. 3.6), hogy elindítsa a kristályosodási folyamat. A kritikus túlhűtés # 916; t úgy határozzuk meg, a különbség a tényleges és a TCR kristályosodási hőmérséklet és minden egyes módosító más lesz. A metastabil állapot a fázis és a kristályosodás sebessége nukleációs központok állítható változtatásával határvonala a értéke a felületi feszültség a folyadék - szilárd fázis # 963; a vonat és tv # 916; t bevezetése miatt az acél elolvad, és idegen szemcsés rastvorimsh felületaktív szennyeződések módosítók.
Két csoport módosítók.
Az első csoportba tartoznak olyan anyagok, amelyek alkotják az olvadékban finomeloszlású szuszpenzió. A részecskék a szuszpenzió olyan magvak, kristályosítási képződnek, és amely körül kristályok nőnek. Az ilyen módosítók lehetnek tűzálló fémek vagy ezek vegyületei, amelyek részecskéket szuszpendálva a precrystallization időszakban. A módosítók meg kell felelniük az alábbi követelményeknek:
- Olvadáspont módosítók felett kell lennie az öntési hőmérséklet az acél;
- krisztallográfiai rács fő módosító elemet vagy annak kapcsolását elemeit képező része acél kell egy szerkezeti rács-illeszkedik a vas;
- módosító sűrűségű legyen közel a olvadéksűrűsége hogy megakadályozza a lebegő;
- módosítók jól kell nedvesíteni az olvadék.
A második csoportba tartoznak felületaktív anyagok, amelyek felületén adszorbeált a növekvő kristályok és gátolják azok növekedését. Adszorpció következik be a széleit egyenetlen. Ennek eredményeként a késleltetett fejlődés bizonyos arcok a kristály, ami egy változást az alakját. Ezen túlmenően, a fékezési sebesség kristálynövekedés kíséri számának növekedése a kristályosodás központok, ami szintén hozzájárul a szerkezet finomítására.
A módosítók meg kell felelniük az alábbi követelményeknek:
- korlátlan oldhatósága olvadt vas;
- oldhatatlanság (vagy rendkívül alacsony oldhatósága) a szilárd fázisban, az oldhatóság együttható közel nulla;
- nagy viszkozitású aktivitást;
- képes formában tűzálló vegyületek elemek és szennyeződések benne van az acél összetétele, amely eleget tesz a strukturális elvét illő;
- képes növelni a felületi energiáját a folyékony fázis és, hogy csökkentse azt az interfész a szilárd és a folyékony fázisok:
Ebben az esetben a csökkentett mennyiségű munka kialakulásának háromdimenziós sejtmagba, és csökkenti annak értékét a kritikus sugara.
A mechanizmus a hatása a acélszerkezet módosítás lehet osztani három.
1. Őrlés szerkezete érhető el kialakulása egy olvadt acél további gócképződés az olvadékban bevezetése által előre gyártott tűzálló embriók, vagy azok képződését az olvadékban, például ón, ZrN, TiCN és mások.
2. Őrlés szerkezete korlátozásával kristálynövekedés, amikor be az olvadt acél felületén-aktív elemek. az ilyen acélok általában alkalmazott elemek: V, Mg, Ca, Ba, Y, La, Ce. Általában, ezek formájában adjuk be a vasötvözetek és ligatúrák, például. Ferroboron, ferrocerium, silicocalcium, alyumosilikobary, vegyületek vas - szilícium - magnézium, kalcium, ritka földfémek, stb Miután a fémet eredményeként túlhűtésével razuyutsya szilárdanyag - embriók amely körül kezdenek nőni kristályok. Nincs, vagy csak elhanyagolható oldhatóságát a módosító a szilárd fázisban eredmények, hogy körül van kialakítva a burkolati folyadék dúsított módosító elemek. Ha a viszkozitás az olvadék jelentősen növekszik membrán, amely csökkenti a diffúziós sebessége vas atomok a magzatra:
ahol D - diffúziós együttható vas; Boltzmann állandó;
T - az olvadék hőmérséklete; és dinamikus viszkozitási együttható;
rs - sugara módosítót tartalmaz.
Növelése dinamikus viszkozitás csökken a diffúziós koefficiense vasatomból.
Egyidejűleg tl héj olvadék csökken, mert a növekedés a koncentráció a módosító elem. Kristályok növekedésének szuszpendáljuk, és előírja további utóhűtés további kristályosodás. A folyékony fázisban vannak új embrió.
A folyékony fázisban vannak új embrió. Az eredmény az ebben a fázisában a folyamat a fém szerkezete az öntvényt zúzott.
3. módosítása nemfémes zárványok. Bevezetés az olvadt acél ilyen módosítók lehetővé teszi, hogy hatnak egyszerre a természet a oxidok, szulfidok, nitridek, és bonyolultabb zárványok. A szén, ötvözött acélok és öntött öntvények ezek a változások egy korrelációs műanyag és szilárdsági tulajdonságok hatása alatt a módosítók a összetétele, alakja, mérete, száma és eloszlása szulfid, oxid, oxiszulfid, nitrid, foszfid és más nemfémes zárványok. Kiküszöbölése film zárványok, és megszünteti a globularization helyi felhalmozódását növeli az alakíthatóság, szívósság, és egyéb tulajdonságai öntvények. A legszélesebb körben használt erre a célra Ca, Mg, Ba, Ce, Ti, La, Y
A legjobb eredményeket egy kedvező változás a szerkezet elért kombinációja mindenféle módosítás lehetséges feldolgozásakor olvadt acél keverésére módosító komplexek, mint például Ti - B - Ca, Ti - Ce - B, Mg-Zr-Ce, Ti - V - Ca és mtsai. a hatás a módosító nyilvánul egyidejűleg csökkenti a szemcseméret, és őrlése az ágak a dendritek magukat és fázis ötvöző összetevők, módosítása nemfémes zárványok.
Módosítókat bevezetett olvadt acélt, mielőtt a megjelenése az olvasztókemence egység, során a kipufogógáz-áram egy fém vagy acélból öntőüstből a formába öntéssel. Attól függően, hogy milyen típusú szer lehet használni semmilyen módon. Azonban meg kell jegyezni, hogy a módosítók nagy affinitást mutatnak az oxigént. Ezért ezeket kell beadni jó dezoxidáló acél. dezoxidáló és módosításának folyamata gyakran együtt. Ugyanakkor figyelembe kell venni a fogyasztás módosító megölt acél.
Termodinamikailag aktív módosítók (Ca, A, Ti, Ce, La, Y, Zr, Mg, Ba, stb) és komplexeik előtt adagoljuk, hogy a kibocsátás az acél a kemencéből, vagy ha kisütés be az üstben. Input Selector függ a termelési feltételek.
A fizikai módszerek módosítására feldolgozására tárgyát kristályosodó olvadék ultrahangos, rezgés, elektromágneses mezőt.
• ultrahang (oszcilláció tartományban 5 × március 10-június 10 Hz) csökkenti az átlagos szemcseméret, dendrites szerkezetű kiküszöböli, csökkenti szegregáció növeli a egységességét szerkezet, őröl és újrarendeli nemfémes zárványok. Összetettsége azonban a hardver kialakítás megnehezíti, hogy használja ezt a módszert ipari körülmények között.
• vibrációs (rezgési frekvenciája 1 másodpercenként, és magasabb változó amplitúdójú) elősegíti a gázok eltávolítását az olvadékból és a homogén szerkezetű, elpusztítja a nagy dendritek megszilárdulás folyamán az öntvény, csökkenti a szegregációt. A fejlesztés a hangtechnika, ez a módszer további vizsgálatokat igényel, valamint más módszerek fizikai hatása a kristályosodó fém.