회색 주철에서 기공 강수량의 특성 및 예방 조치

1. 회색 주철에서 기공 강수량의 특성

회색 주철 부품의 강수량 다공성은 일반적이고 구체적인 주조 결함입니다. 주로 냉각 및 응고 공정 동안 용융 철에 용해 된 가스의 용해도 (주로 수소 및 질소)의 급격한 감소로 인해 발생하며, 이는 기포 형태로 완전히 방출되고 침전 될 수 없으며 주조 내부에 남아 있습니다. 침전 된 모공의 주요 특성은 다음과 같습니다.

에이. 위치 특성 : 주로 핫스팟, 두껍고 큰 섹션 또는 주물의 최종 응고의 핵심 영역에서 발생합니다.이 지역은 고정 속도가 느려 가스 진화, 축적 및 성장에 더 충분한 시간을 제공합니다. 종종 주조 내부 (표면에서 멀리) : 때로는 표면에 가깝지만 피부에 밀접하게 부착되는 피하 모공과 달리 캐스팅 벽 두께의 내부 또는 중앙 영역에 일반적으로 위치합니다. 일반적으로 게이팅 시스템과 라이저로부터 멀리 떨어져있어 : 게이팅 라이저 영역이 나중에 고형화되고 압력이 낮기 때문에 가스는 이러한 영역으로 이동하여 탈출 할 가능성이 더 높습니다. 강수 기공은 이러한 "배기 채널"에서 멀리 떨어진 분리 된 뜨거운 노드에서 형성 될 가능성이 높습니다.

비. 모양과 크기 특성 : 모양 : 대부분 원형, 타원형 또는 눈물 방울 모양의 작은 구멍. 여러 거품이 고형 전선에 모여 수상 돌기를 따라 자라면, 곡물 경계를 따라 분포 된 웜, 올 폴 같은 또는 불규칙한 모양을 형성 할 수도 있습니다. 크기 : 일반적으로 비교적 작으며 직경 범위는 약 0.5mm ~ 3mm입니다. 그러나 특히 두껍고 큰 부분에서 더 클 수 있습니다. 내벽 : 부드럽고 깨끗하며 반짝이는 (거울처럼), 이는 침전 된 모공의 가장 전형적인 특성 중 하나입니다. 기포는 용융 철 내부에 형성되기 때문에 벽은 산화 나 오염없이 액체 금속과 직접 접촉합니다.

기음. 분포 특성 : 분리되거나 작은 클러스터 된 분포 : 개별적으로 나타날 수 있지만보다 일반적으로 여러 개 이상의 기공이 모여 로컬 작은 클러스터를 형성합니다. 일반적으로 분산되지 않거나 균등하게 분포되지 않습니다 (용해 된 가스 함량이 매우 높을 경우). 위치에 흩어져 있지만 비교적 농축 된 위치 : 두껍고 큰 단면 또는 핫스팟 영역 내에서 여러 개의 흩어져있는 가스 기공 지점이있을 수 있습니다.

디. 다른 모공의 독특한 특징 : 침습적 모공과의 구별 : 침습적 모공은 일반적으로 더 크고 불규칙하며 거칠고 산화 된 내벽이 있으며 슬래그를 함유 할 수 있습니다 (가스는 모래 수분, 페인트 분해 등과 같은 외부 공급원에서 나오기 때문에 가스 침입이 슬래그를 가지고있을 수 있기 때문입니다). 침습적 구멍은 종종 주물의 상부 표면 또는 금형 공동/모래 코어의 표면 근처에 위치합니다. 피하 모공과의 차이 : 피하 기공은 주조 표면 아래 (1-3mm) 아래에 있으며 바늘 모양 또는 길쭉한 상태이며 때로는 가공 또는 청소 후에 만 발견됩니다. 피하 기공의 형성은 종종 용융 철의 표면 (예 : Feo+C-> Fe+Co)의 화학 반응과 관련이 있으며, 산화는 내벽에서도 발생할 수 있습니다. 반응성 기공과의 차이 : 반응성 구멍 (예 : 탄소 산소 반응에 의해 생성 된 CO 기공)은 일반적으로 내벽에 산화 된 색 (파란색 또는 어두운)을 가지며, 더 불규칙한 모양으로, 종종 슬래그 또는 포함을 동반합니다.

이자형. 형성 이유의 관련 특성 : 용융 철의 원래 가스 함량과 밀접한 관련이 있습니다 : 높은 수소 및 질소 함량을 갖는 용융 철은 침전 기공을 생성 할 가능성이 더 높습니다. 응고 속도와 밀접한 관련이 있습니다 : 두껍고 느린 냉각 영역은 위험이 더 높습니다. 용융 철 처리와 관련하여 : 습기, 부식 및 지성 용광로 재료의 사용, 젖은 접종제/구형제, 과도한 교반 및 용융 철의 높은 과열 온도 (흡입 증가)는 모두 침전 기공의 경향을 증가시킬 수 있습니다. 주요 식별 지점의 요약 : 위치 : 주조 두께, 큰 단면, 핫 스팟 및 코어. 모양 : 주로 둥근/타원형/눈물 방울 모양 또는 벌레 모양. 내벽 : 부드럽고 깨끗하며 반짝입니다 (가장 중요한 특징!). 크기 : 중소형, 보통 3mm 미만. 분포 : 분리 된 또는 작은 클러스터, 지역 영역에 집중되어 있습니다. 이러한 특징을 식별하는 것은 다공성의 유형을 정확하게 결정하고, 결함 (예 : 원자재, 용융 과정, 접종 처리, 쏟아지는 온도, 캐스팅 설계) 및 효과적인 예방 측정을 개발하는 데 중요합니다. 용융 철의 가스 함량 (특히 수소 함량)을 측정하는 것은 일반적으로 기공 형성이라고 의심 할 때 주요 검증 단계입니다.

회색 주철의 침전 모공의 가스는 어디에서 발생합니까? 회색 주철 기공의 가스는 주로 용융 및 쏟아지는 과정에서 용융 철에 용해 된 가스에서 비롯됩니다. 이들 가스는 용융 철의 냉각 및 응고 동안 용해도의 급격한 감소로 인해 침전된다. 그 생성 및 용해 메커니즘은 복잡한 물리적 및 화학적 공정을 포함하며, 핵심 가스는 수소 (H ₂) 및 질소 (N ₂) 및 일산화탄소 (CO)를 포함 할 수있는 소량입니다.

이들 가스의 주요 공급원 및 용해 공정은 다음과 같습니다.

에이. 코어 가스의 공급원 및 생성 메커니즘

에이. 1. 수소 (H ogen) - 진화 된 가스의 주요 공급원 : 용광로 재료의 수분 및 오일 : 촉촉한 용광로 재료 (돼지 철, 스크랩 스틸, 재활용 재료), 녹 (Fe ₂ o ∝ ∝ · nh ₂ o), 오일 또는 유기물 (예 : 절단 오일, 플라스틱)이 고온에서 분해됩니다. (탄화수소) → MC+(N/2) H ₂ 용융 환경에서의 수증기 : 젖은 용융 용광로, 비 urd 아들, 도구 또는 덮개의 수분. 용광로 대기 : 연료 연소 (천연 가스, 코크스 오븐 가스)에 의해 생성 된 H ₂ o를 함유하는 대기. 접종 체/첨가제의 수분 흡수 : 접종원 또는 페로 실리콘 및 페로 만간과 같은 합금은 공기에서 수분을 흡수합니다. 용해 메커니즘 : 철은 고온 액체 상태 일 때 수소 가스를 용해시킬 수 있습니다. 고온에서 용해도는 상대적으로 높지만 (1500 °에서 최대 5-7 ppm), 고형화 동안 용해도는 약 1/3 ~ 1/2로 급격히 떨어집니다 (고체 상태에서는 거의 불용성).

에이. 2. 질소 (n ₂) - 특히 높은 질소 용광로 재료에서 중요한 공급원. 출처 : 질소 함유 합금/용광로 재료 : 스크랩 강 (특히 합금 강), 질소 함유 돼지 철, 기화기의 질소. 용광로 가스의 질소 : 공기의 약 78%가 N ₂이며, 용융 철이 공기에 노출되거나 전기 아크 용광로 또는 유도 용광로에서 교반 할 때 흡입됩니다. 수지 모래/코팅 분해 : 푸란 수지 및 아민 경화제는 질소 함유 가스 (예 : NH3) HCN을 생성하도록 분해됩니다.。 용해 메커니즘 : 용융 철에서의 질소의 용해도는 또한 온도에 따라 증가하지만, 용융 철의 조성에 의해 영향을받습니다 (탄소 및 실리콘 감소 질소가 용해). 용해도는 응고하는 동안 상당히 감소합니다 (고체 용해도는 매우 낮습니다).

에이. 3. 일산화탄소 (CO) - 2 차이지만 가능하게 관련된 출처 : 용융 철의 탄소 (C)는 용존 산소 (O) 또는 산화물 (예 : FEO)과 반응합니다.

3. 가스 기공 결함의 발생을 예방하고 통제하는 방법 : 예방 전략 : 가스 소스 절단+탈출 촉진

에이. 용광로 재료 및 용융 환경을 엄격하게 제어하십시오. 용광로 재료는 건조하고 녹슬지 않으며 오일 얼룩이 없습니다. 국자와 도구 (> 800 ℃)를 완전히 건조시킨다. 과도한 과열 (> 1500 °)과 장기간 절연을 피하십시오.

비. 용융 철 처리 최적화 : 접종원/합금 사전 구운 (200 ~ 300 ℃). 배기 가득한 저 질소 수지 모래 또는 강화 성형 모래를 사용하십시오.

기음. 프로세스 설계 지원 배기 : 콜드 아이언을 설치하여 두껍고 넓은 지역의 응고를 가속화합니다. 라이저와 배기 채널을 합리적으로 설계하여 라이저를 향한 가스 이동을 용이하게하십시오.

디. 필요한 경우 Degassing 처리를 수행하십시오 : 수소를 구동하거나 Degassing agent (예 : 희토류 합금)를 추가하기 위해 불활성 가스 (예 : AR)를 도입하십시오.

요약 : 회색 주철에서 기공을 침전시키는 가스는 촉촉한/질소 함유 용광로 재료, 용광로 가스 및 부적절한 작동에서 비롯된 용융 철의 용융 과정에서 본질적으로 H ℃ 및 N ₂ 용해 된 가스입니다. 응고하는 동안, 상처화는 용해도의 갑작스런 감소로 인해 침전되고, 결국 내벽에 부드러운 원형 구멍을 형성하기 위해 수상 돌기에 의해 포획된다. 소스 가스 용해를 제어하고 응고 과정을 최적화하는 것이 문제를 치료하는 열쇠입니다.