Взаимосвязь трещин стального литья и включений в стали

Время публикации: 06 / 17 2021 Автор: Редактор сайта Посещений: 12090

Включения, образующиеся в процессе плавки жидкой стали, являются одной из важных причин появления трещин в стальных отливках. Чтобы уменьшить количество включений в жидкой стали во время процесса плавки, необходимо усилить операции плавки, такие как раскисление, обессеривание, удаление примесей и дегазация, и принять необходимые меры в ковше за печью, например, добавить редкоземельные элементы и т. д. Форма включений может уменьшить наличие включений и лучше устранить трещины в стальных отливках.

1 Виды и причины вкраплений в стали

Включения в стали в основном относятся к неметаллическим включениям в стали. Обычно считается, что неметаллические включения в стали часто существуют в следующих формах: оксиды: FeO, Fe2 O 3, M nO, Al 2 O 3, SiO 2, M gO и т. Д .; Сульфиды: M nS, FeS и т.д .; Силикаты: FeSiO 4, M nSiO 4, FeO · Al2 O3 · SiO2 и др .; Нитриды: AlN, Si3 N 4 и так далее.

Неметаллические включения в стали возникают по двум причинам: во-первых, они образуются в процессе плавки, то есть продукты раскисления ферросплавов добавляются во время выпуска выпускного отверстия, а вторичные продукты окисления расплавленной стали и воздуха во время процесса разливки, которые являются называются эндогенными включениями. Такие включения обычно представляют собой мелкие частицы и равномерно распределены в стали; во-вторых, они внесены извне по разным причинам, так называемые инородные включения. Такие включения часто имеют неправильную форму, большие размеры и неравномерно распределены, что является причиной появления трещин. Основная причина в том, что он более вреден для стали.

Эндогенные включения в основном образуются в следующих ситуациях:

①В процессе плавки продукты раскисления не были полностью удалены или температура упала во время процесса разливки, а продукты раскисления, образовавшиеся в результате продолжающейся реакции, не успели всплыть и остаться в расплавленной стали. Некоторые из них существуют в матричной структуре стали в виде мелких частиц, а некоторые затем объединяются в крупные частицы Al2O3), а некоторые существуют в стали в состоянии твердого раствора (например, M nO, F eO);
② В процессе выпуска и разливки расплавленная сталь окисляется при контакте с воздухом, кислородом и сталью. Средние элементы объединяются с образованием вторичных оксидов и остаются в расплавленной стали; во время затвердевания расплавленной стали FeS, FeO и т. д. с низкой температурой плавления в конечном итоге осаждаются на границах зерен и между дендритами из-за «селективной кристаллизации» расплавленной стали.

Посторонние включения: Этот вид включений в основном присутствует в песке, шлаке и литейном шлаке, приносимых сырьем. Огнеупорные материалы разливочной системы размываются и размываются расплавленной сталью. Они остаются в расплавленной стали и представляют собой в основном включения крупных частиц. Вещи.

Неметаллические включения растворяются в жидкой стали при высоких температурах или существуют отдельно в жидкой стали, но по мере падения температуры и изменения состава, давления газа и других условий исходные включения, растворенные в жидкой стали, будут разделены. и собираются на границах зерен во время процесса кристаллизации и становятся крошечными единицами, которые разрывают соединение между литой стальной матрицей и образуют начальный источник трещин, тем самым формируя потенциальные трещины.

2 Связь между основными включениями и трещинами в литой стали и меры по уменьшению

Среди неметаллических включений основной причиной трещин в стальных отливках являются сульфидные включения, и они часто взаимодействуют с другими факторами, увеличивая склонность стальных отливок к растрескиванию. В литой стали сульфидные включения делятся на три категории:

Тип Ⅰ-сферический;
Тип Ⅱ-точечная цепная межкристаллическая пленка;
Тип Ⅲ-случайно распределенный острый угол.
Среди них включения типа II являются наиболее вредными для стали, за ними следуют включения типа III, а тип I - наименее.

Включения сульфидов связаны со степенью раскисления стали и количеством остаточного алюминия в стали. Когда количество твердого раствора алюминия невелико, а остаток кислорода невелик, могут быть получены включения типа I.

Раскислитель оказывает большое влияние на образование включений и характеристики стали. Раскисляющий эффект составного раскислителя лучше, чем у одиночного раскислителя. Это связано с тем, что включения, образованные композитным раскислителем, имеют больший размер, и их легко всплыть и удалить. Если расплавленная сталь недостаточно раскислена, вероятно возникновение поровых дефектов и появление трещин в стальных отливках. Однако количества алюминия, используемого для окончательного раскисления, достаточно для раскисления, и остатков нет. Содержание твердого раствора алюминия низкое, а остаточный кислород невелик, что приводит к образованию включений типа II. Обычно, если для раскисления используется чрезмерное количество алюминия, будут получены включения типа III. Стоит отметить, что при использовании чрезмерного количества алюминия будет образовываться больше включений нитрида алюминия, которые будут выпадать в осадок по границам зерен, что приведет к «скальным» хрупким трещинам и ухудшению характеристик стали. Поэтому использовать для раскисления чрезмерное количество алюминия нецелесообразно. Количество алюминия, добавляемого во время производства стали, и количество остаточного алюминия в стали не может быть ни слишком низким, ни слишком высоким.

Раскисление алюминием - широко используемый метод раскисления стали. В промышленном производстве обычно используются два типа процессов раскисления: один - это процесс раскисления алюминия, а другой - процесс контролируемого раскисления алюминия. Первый заключается в использовании алюминия для полного удаления растворенного кислорода в стали, а затем в удалении как можно большего количества включений Al2O3 с помощью различных методов перемешивания; последнее - использовать только силикомарганец для грубого раскисления и строго контролировать алюминий и алюминий в стали. Содержание кальция для контроля состава, природы и морфологии оксидных включений, осажденных в стали. Скорость первичного раскисления первого превышает 90, а продуктом раскисления является в основном Al2O3; количество продуктов раскисления, выпадающих в осадок при последнем раскислении, значительно снижается, и основным продуктом раскисления является SiO2.

Посторонние включения могут быть удалены в зависимости от их источника, приняв соответствующие меры, в то время как эндогенные включения необходимо контролировать с помощью новой технологии процесса раскисления и процесса обработки кальция.

Во время рафинирования в ковше вдувание в расплавленную сталь все большего и меньшего количества пузырьков аргона способствует удалению первых продуктов раскисления.

Чтобы лучше удалить включения в стали и уменьшить трещины, в процессе плавки используются следующие меры.

(1) Хорошо подготовьте сырье, чтобы предотвратить попадание посторонних включений.
(2) Принять разумные процессы производства стали: такие как принятие разумных процессов продувки кислородом и распределения энергии, обеспечение определенной скорости обезуглероживания для всплытия включений и поддержание хороших условий в печи.
(3) Используйте составной раскислитель вместо единственного раскислителя.
(4) В ковш за печью добавляют редкоземельные элементы, чтобы изменить форму включений и уменьшить количество включений, чтобы уменьшить склонность стальной отливки к растрескиванию и повысить текучесть расплавленной стали.
(5) Чтобы облегчить удаление включений, помимо обеспечения достаточной температуры жидкой стали, жидкую сталь следует должным образом поместить в ковш после выпуска.

Кроме того, использование высококачественных огнеупорных материалов для обеспечения чистоты разливочной системы или использование фильтров также являются важными мерами по уменьшению включений.

3 Модифицирующая обработка редкоземельным композитом для удаления включений в стали и методы добавления

Добавление редкоземельных элементов хорошо влияет на удаление включений в стали. Редкоземельный элемент в основном используется для контроля содержания сульфидов в стали, он может раскислять и обессеривать.

В литом состоянии включения M nS в стали имеют эллиптическую или приблизительно круглую форму. Более крупные эллиптические включения представляют собой составные включения, образованные M nO в качестве ядра и внешним слоем, окруженным M nS или M nSO. После добавления редкоземельного элемента распределение и состав включений в литом состоянии изменились, и включения MnS заменены приблизительно сферическими мелкодисперсными и дисперсными включениями редкоземельных элементов. Для того, чтобы хорошо восстановить редкоземельные элементы, оксиды редкоземельных элементов должны быть смешаны с сильными восстановителями (Ca-Si, Ca-B), а затем добавлены в расплавленную сталь, чтобы сыграть роль модифицирующей обработки. При соответствующей обработке модификации сульфидные включения могут образовывать сферические включения с высокой температурой плавления, низкой пластичностью и стабильными термодинамическими свойствами. Можно сказать, что редкоземельные элементы и кальций являются хорошими десульфураторами и хорошими модификаторами сульфидных включений. Использование композитной обработки RE-Ca может лучше раскислить, обессеривать, очищать и портить, контролировать форму и распределение неметаллических включений и улучшать комплексные механические свойства литой низколегированной стали.

Для дальнейшего изучения влияния редкоземельных элементов на свойства литой стали было протестировано использование обработки модифицированием редкоземельным элементом в стали ZG 35CrM o. Используемый сплав редкоземельного металла - YX 20, содержащий 20.53 RE, 40.95 Si; Состав Si-Ca Содержит 26.45 Ca и 57.07 Si.

Для обработки композита используется метод добавления в ковш. При добавлении редкоземельного элемента расплавленная сталь должна быть полностью раскислена, чтобы предотвратить горение при добавлении редкоземельного элемента и предотвратить его реакцию с огнеупором ковша. Перед добавлением редкоземельные элементы следует хорошо запечь. Конкретный метод состоит в том, чтобы определить количество RE и Si-Ca в зависимости от количества расплавленной стали в ковше и того, сколько в нем серы, разбить RE и Si-Ca на мелкие кусочки и равномерно их перемешать, накрыть листами железа. , и быстро вставьте алюминий для окончательного раскисления. Расплавленную сталь после шлака постоянно перемешивают и температуру обработки поддерживают в диапазоне 1 600 ～ 1 650 ℃, затем шлак удаляют и оставляют на 1-2 минуты для разливки.

В соответствии с различными степенями извлечения, соответствующее значение RE / S для остаточного содержания редкоземельных элементов и серы в расплавленной стали регулируется для получения хорошего эффекта разрушения. Исследования показали, что при RE / S ≈ 3 включения M nS могут полностью разрушиться; когда RE / S <3, может быть достигнуто только частичное ухудшение; когда S ≈ 0.02 в стали, RE / S = 1.8 ～ Эффект износа лучше всего, когда 2.5 часа.

Роль обработки модификации редкоземельного композита состоит в основном в очистке расплавленной стали и контроле формы включений, уменьшении включений и в то же время устранении структуры Видманштеттена, измельчении зерен и микролегков. То есть после добавления редкоземельного композиционного агента он может не только раскислять и обессеривать, но также, когда RE / S ≥3 ～ 6, MnS превращается в сферические включения, тем самым уменьшая вред серы и предотвращая или уменьшая горячее растрескивание. Редкоземельный элемент эффективен для изменения включений в расплавленной стали. Форма объекта уменьшает трещины, и эффект очевиден.

Шестерни, изготовленные из стали ZG 35C rMo, имеют высокий процент брака перед обработкой модификацией компаунда, но после обработки модификации компаундом процент брака снижается более чем на 40%, что дает очевидные результаты и дает хорошие экономические преимущества.

Заключение 4

(1) Включения в жидкой стали являются одной из основных причин появления трещин в литой стали. Различные включения имеют разные способы образования трещин.
(2) Чтобы уменьшить количество неметаллических включений в расплавленной стали и предотвратить образование трещин в стальных отливках, необходимо хорошо поработать в аспектах подготовки сырья, процесса плавки, операции раскисления, выдержки ковша и обработки модификацией.
(3) Использование комбинированных модификаторов редкоземельных элементов и кальция для композитной модификации жидкой стали является эффективным методом уменьшения неметаллических включений в жидкой стали, изменения их формы и уменьшения трещин в стальных отливках.

Сохраните источник и адрес этой статьи для перепечатки.: Взаимосвязь трещин стального литья и включений в стали

Минхэ Компания по литью под давлением специализируются на производстве и предоставлении качественных и высокопроизводительных литых деталей (ассортимент металлических деталей для литья под давлением в основном включает Тонкостенное литье под давлением,Литье под давлением,Литье под давлением в холодной камере), Round Service (Служба литья под давлением,Обработка с ЧПУ,Изготовление пресс-форм, Обработка поверхности) .Любое индивидуальное литье под давлением из алюминия, магния или замака / цинка, а также другие требования к отливкам, пожалуйста, свяжитесь с нами.

МАГАЗИН ЛИТЕЙНОЙ КОМПАНИИ ISO90012015 И ITAF 16949

Под контролем ISO9001 и TS 16949, все процессы выполняются на сотнях передовых машин для литья под давлением, 5-осевых станках и других объектах, от струйных до стиральных машин Ultra Sonic. Minghe не только имеет современное оборудование, но и имеет профессиональное оборудование. команда опытных инженеров, операторов и инспекторов для воплощения в жизнь проекта заказчика.

Контрактный производитель отливок под давлением. Возможности включают в себя детали для литья под давлением алюминия с холодной камерой весом от 0.15 фунта. до 6 фунтов, быстрая установка и обработка. Дополнительные услуги включают полировку, вибрацию, удаление заусенцев, дробеструйную очистку, окраску, гальванику, нанесение покрытий, сборку и оснастку. Обрабатываемые материалы включают такие сплавы, как 360, 380, 383 и 413.

ИДЕАЛЬНЫЕ ЦИНКОВЫЕ ДЕТАЛИ ДЛЯ ЛИТЬЯ В КИТАЕ

Помощь в проектировании литья цинка под давлением / сопутствующие инженерные услуги. Изготовление на заказ прецизионных отливок из цинка под давлением. Могут изготавливаться миниатюрные отливки, отливки под высоким давлением, отливки в формы с несколькими суппортами, отливки в обычные формы, единичные отливки под давлением и независимые отливки под давлением, а также отливки с герметизацией полости. Отливки могут изготавливаться длиной и шириной до 24 дюймов с допуском +/- 0.0005 дюйма.

Сертифицированный ISO 9001 2015 производитель литья под давлением из магния и изготовления форм

Производитель литья под давлением из магния, сертифицированный по стандарту ISO 9001: 2015. Возможности включают литье под давлением магния под высоким давлением с горячей камерой до 200 тонн и холодной камерой на 3000 тонн, проектирование инструментов, полировку, формование, механическую обработку, порошковую и жидкостную окраску, полный контроль качества с возможностями CMM , сборка, упаковка и доставка.

Minghe Casting Дополнительные услуги литья по выплавляемым моделям и т. Д.

Сертифицирован ITAF16949. Дополнительные услуги трансляции включают инвестиционное литье,литье в песчаные формы,Гравитационное литье, Литье по выплавляемым моделям,Центробежное литье,Вакуумное литье,Постоянное литье формыВозможности включают EDI, техническую поддержку, твердотельное моделирование и вторичную обработку.

Литейная промышленность Примеры использования запчастей для: автомобилей, велосипедов, самолетов, музыкальных инструментов, судов, оптических устройств, датчиков, моделей, электронных устройств, корпусов, часов, машинного оборудования, двигателей, мебели, ювелирных изделий, приспособлений, телекоммуникаций, освещения, медицинских устройств, фотографических устройств, Роботы, скульптуры, звуковое оборудование, спортивное оборудование, инструменты, игрушки и многое другое.