ढलवां भागों में तत्वों की भूमिका और उनके योग का क्रम

ढलाई उत्पादन प्रक्रिया में, रासायनिक तत्वों को आवश्यक सीमा तक समायोजित करने के लिए, हमें मिश्र धातु तत्वों को जोड़ने की आवश्यकता होती है। प्रत्येक तत्व की मात्रा जो ढलवां में मिलाई जाती है, योग का समय और क्रम ढलवां की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं। हम कुछ सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले तत्वों का विश्लेषण करने का प्रयास करते हैं:

मैं। प्रत्येक तत्व की भूमिका और योग का सिद्धांत

(1) कार्बन (C)

कार्यः

मैट्रिक्स को मजबूत करना: C इस्पात का मुख्य ठोस विलयन कठोरीकरण तत्व है, जो कठोरता और ताकत को बढ़ाने के लिए लोहे के साथ सीमेंटाइट (Fe₃C) बनाता है।

संक्रमण नियंत्रण: उच्च C सामग्री मिश्र धातु की द्रव्यता को कम कर देगी और सिकुड़न की प्रवृत्ति को बढ़ाएगी।

योग का सिद्धांत: सामग्री को लक्ष्य प्रदर्शन के अनुसार समायोजित करने की आवश्यकता है (सामान्यतः कम मिश्रित इस्पात में 0.15% से 0.3% के बीच नियंत्रित किया जाता है)।

अत्यधिक जोखिम: जब C > 0.5% होता है, तो टूटने की प्रवृत्ति (टफनेस) काफी कम हो जाती है और वेल्डेबिलिटी (वेल्डिंग योग्यता) घट जाती है।

(2) सिलिकॉन (Si)

कार्यः

डीऑक्सीडाइज़र (निर्जलीकारक): O के साथ प्राथमिकता से SiO₂ के रूप में अभिक्रिया करता है ताकि द्रवित इस्पात को शुद्ध किया जा सके।

ठोस विलयन द्वारा कठोरीकरण: फेराइट में विलेय होकर ताकत में वृद्धि करता है (प्रत्येक 0.1% Si वृद्धि के लिए अधिकतम तनन सामर्थ्य लगभग 4 MPa बढ़ जाती है)।

योग का सिद्धांत: ऑक्सीकरण के कारण होने वाले नुकसान (जैसे फेरोसिलिकॉन मिश्र धातु) से बचने के लिए धातुकर्म की अंतिम अवस्था (अपचयन अवधि) में मिलाया जाना चाहिए।

अत्यधिक मात्रा का जोखिम: सामग्री को 0.2% से 0.5% के बीच नियंत्रित किया जाता है; बहुत अधिक मात्रा टूटने की प्रवृत्ति (टफनेस) को कम कर देगी।

(3) मैंगनीज (Mn)

कार्यः

निर्जलीकरण और डीसल्फराइज़ेशन (गंधक हटाना): O के साथ MnO (निर्जलीकरण) और S के साथ MnS (डीसल्फराइज़ेशन) बनाता है।

कठोरीकरण क्षमता में सुधार: पियरलाइट परिवर्तन को विलंबित करता है और मार्टेनसाइट की कठोरीकरण क्षमता में सुधार करता है।

योग का सिद्धांत: ऑक्सीकरण अवधि के दौरान (डीऑक्सीकरण + डीसल्फराइजेशन) बैचों में मिलाया जाता है, और अपचयन अवधि के दौरान मिलाया जाता है (यदि जल जाता है)।

अत्यधिक मात्रा का जोखिम: इसकी मात्रा 0.8% से 1.5% के बीच नियंत्रित की जाती है; अत्यधिक मात्रा से टेम्पर भंगुरता आसानी से उत्पन्न हो सकती है।

(4) फॉस्फोरस (P)

कार्यः

हानिकारक तत्व: फेराइट में ठोस विलयन के रूप में घुल जाता है, जिससे लचीलापन और अघातवर्धनशीलता कम हो जाती है (ठंडी भंगुरता की प्रवृत्ति)।

ठोस विलयन द्वारा कठोरता में वृद्धि: फॉस्फोरस की सूक्ष्म मात्रा सामर्थ्य में सुधार कर सकती है, लेकिन इसकी मात्रा को कड़ाई से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। मध्य आवृत्ति भट्टी उत्पादन में इसके अतिरिक्त मिलाने की सिफारिश नहीं की जाती है।

नियंत्रण का सिद्धांत: कम फॉस्फोरस वाले कच्चे माल (जैसे स्क्रैप स्टील) का चयन करने का प्रयास करें और धातुकर्म के दौरान अतिरिक्त मिलाने से बचें।

अत्यधिक मात्रा का जोखिम: इसकी मात्रा 0.035% से कम होनी चाहिए (उच्च-गुणवत्ता वाले इस्पात के लिए 0.025% से कम आवश्यक है)।

(5) सल्फर (S)

कार्यः

हानिकारक तत्व: लोहे के साथ FeS का निर्माण करता है, जिससे गर्म भंगुरता होती है (उच्च तापमान पर प्रसंस्करण के दौरान दरारें आना)।

समावेश नियंत्रण: Mn के साथ संयोजित करने की आवश्यकता है ताकि MnS उत्पन्न हो सके (हानि को कम करने के लिए)।

नियंत्रण सिद्धांत: Mn को मिलाकर डीसल्फराइज़ेशन (Mn:S अनुपात 2:1 से 3:1 की सिफारिश की गई है)।

अत्यधिक मात्रा का जोखिम: इसकी मात्रा 0.035% से कम होनी चाहिए (विशेष इस्पात के लिए <0.02%)।

(6) क्रोमियम (Cr)

कार्यः

कठोरता प्राप्ति क्षमता में सुधार: ऑस्टेनाइट के विघटन को देरी से करना और मार्टेन्साइट की कठोरता में वृद्धि करना।

संक्षारण प्रतिरोध: एक सघन Cr₂O₃ ऑक्साइड फिल्म का निर्माण करना (जैसे स्टेनलेस स्टील में)।

दाने को सूक्ष्म बनाना: ऑस्टेनाइट दाने के विकास को रोकना।

मिलाने का सिद्धांत: गलन काल के दौरान मिलाया जाना चाहिए (उच्च गलनांक, उच्च तापमान पर विलयन की आवश्यकता होती है)। इसकी मात्रा आमतौर पर 0.5% से 2.0% होती है (संक्षारण प्रतिरोध या घर्षण प्रतिरोध की आवश्यकताओं के अनुसार समायोजित की जाती है)। प्रतिरोध आवश्यकताओं के अनुसार समायोजित की जाती है)।

(7) मॉलिब्डेनम (Mo)

कार्यः

दानों को सुधारना: ऑस्टेनाइट दानों के मोटापन को रोकना और टूफनेस में सुधार करना।

उच्च तापमान स्थिरता: लाल कठोरता और श्यान प्रतिरोध में सुधार करना।

ठोस विलयन द्वारा कठोरीकरण: आधात्री की शक्ति को बढ़ाना।

मिलाने का सिद्धांत: उच्च तापमान पर वाष्पीकरण से बचने के लिए गलन की अवधि के दौरान मिलाना (Cr के समान)। इसकी मात्रा आमतौर पर 0.1% से 0.3% होती है (उच्च मॉलिब्डेनम इस्पात के लिए अधिक)।

ⅱ. तत्वों के बीच अंतःक्रिया

(1) C और Si/Mn का सहयोगी प्रभाव

डीऑक्सीकरण संतुलन: Si पहले डीऑक्सीकरण करता है, Mn डीसल्फराइजेशन में सहायता करता है, लेकिन अत्यधिक Si, Mn के डीसल्फराइजेशन प्रभाव को रोक सकता है।

चरण परिवर्तन प्रभाव: जब C की मात्रा अधिक होती है, तो Mn पियरलाइट परिवर्तन को विलंबित कर सकता है, जिससे अवशिष्ट ऑस्टेनाइट में वृद्धि होती है।

(2) Cr और Mo का पूरक प्रभाव

कठोरता प्रवणता का अध्यारोपण: Cr और Mo दोनों मिलकर कठोरता प्रवणता में सुधार करते हैं, जो उच्च-शक्ति इस्पात (जैसे HSLA) के लिए उपयुक्त हैं।

संक्षारण प्रतिरोध सहयोग: क्रोमियम (Cr) एक निष्क्रियीकरण फिल्म प्रदान करता है, और मॉलिब्डेनम (Mo) छिद्रन प्रतिरोध में वृद्धि करता है (जैसे स्टेनलेस स्टील में Cr-Mo संयोजन)।

(3) फॉस्फोरस (P) और सल्फर (S) का सहयोगी हानिकारक प्रभाव

निम्न-तापमान भंगुरता: फॉस्फोरस (P) शीत भंगुरता को तीव्र करता है, और सल्फर (S) ताप भंगुरता का कारण बनता है। इस जोखिम को मैंगनीज (Mn) और प्रक्रिया नियंत्रण के माध्यम से कम करने की आवश्यकता है।

ⅲ. मध्य-आवृत्ति भट्टी धातुकर्म प्रक्रिया की अनुकूलता

(1) योग क्रम का अनुकूलन

गलन काल: क्रोमियम (Cr) और मॉलिब्डेनम (Mo) जैसे उच्च-गलनांक तत्वों को पूर्ण विलयन सुनिश्चित करने के लिए जोड़ा जाता है।

ऑक्सीकरण काल: मैंगनीज (Mn) को बैचों में जोड़ा जाता है (डीऑक्सीकरण + डीसल्फराइजेशन)। उच्च आवश्यकता वाले उत्पादों के लिए ऑक्सीजन ब्लोइंग प्रौद्योगिकी का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन ऑक्सीजन ब्लोइंग की मात्रा को अत्यधिक ऑक्सीकरण से बचाने के लिए नियंत्रित किया जाना चाहिए। अत्यधिक ऑक्सीकरण।

अपचयन काल: सिलिकॉन (Si) (अंतिम डीऑक्सीकरण) को जोड़ा जाता है और मैंगनीज (Mn) की पूर्ति की जाती है (यदि जल गया हो)।