Elementų vaidmuo liejimuose ir pridėjimo tvarka

Liejimo gamybos procese, kad būtų nustatyti cheminiai elementai reikiamame diapazone, reikia pridėti lydinių elementus. Kiekvieno elemento kiekis, įvedimo laikas ir įvedimo tvarka veikia liejimo kokybę. Mes bandysime išanalizuoti keletą dažnai naudojamų elementų:

I. Kiekvieno elemento vaidmuo ir įvedimo principas

(1) Anglis (C)

Funkcija:

Matricos sustiprinimas: C yra pagrindinis plieno tirpalo sustiprinimo elementas, kuris su geležimi sudaro cementitą (Fe₃C), padidindamas kietumą ir stiprumą.

Kietėjimo kontrolė: Aukštas C kiekis sumažins lydyto plieno tekėjimą ir padidins susitraukimo linkmę.

Pridėjimo principas: turinys turi būti pritaikytas pagal tikslinę našumą (paprastai valdomas 0,15 %–0,3 % mažaleginėje plieno rūšyje).

Per didelė rizika: kai C > 0,5 %, šiluminė atsparumas žymiai sumažėja ir suvirinamumas pablogėja.

(2) Silicis (Si)

Funkcija:

Deoksidatorius: pirmiausia reaguoja su deguonimi, sudarydamas SiO₂, kad išvalytų lydytą plieną.

Tvirtumo padidinimas tirpiuoju: tirpsta ferite, padidindamas stiprumą (kiekvieno 0,1 % Si padidėjimo metu tempimo stiprumas padidėja apie 4 MPa).

Pridėjimo principas: pridedamas vėlyvojo lydymo etape (redukavimo laikotarpyje), kad būtų išvengta oksidacinės netekties (pvz., geležies silicio lydinys).

Per didelio kiekio rizika: turinys valdomas 0,2 %–0,5 % ribose; per didelis kiekis sumažina šiluminį atsparumą.

(3) Mangano (Mn)

Funkcija:

Deoksidacija ir dezulfurizacija: su deguonimi sudaro MnO (deoksidacija) ir su sieros elementu – MnS (dezulfurizacija).

Gerina kietinamumą: vėlina perlito transformaciją ir gerina martensito kietinamumą.

Pridėjimo principas: pridėti partijomis oksidacijos laikotarpiu (deoksidacija + dezulfurizacija) ir redukcijos laikotarpiu (jei deginama).

Per didelio kiekio rizika: kiekis kontroliuojamas 0,8 %–1,5 % ribose; per didelis kiekis gali lengvai sukelti kietėjimo šlaką.

(4) Fosforas (P)

Funkcija:

Žalingi elementai: tirpsta ferite, sumažina plastichiškumą ir kietumą (šaltinio šlako tendencija).

Tirpalų stiprinimas: nedideliai P kiekiai gali padidinti stiprumą, tačiau kiekį reikia griežtai kontroliuoti. Vidutinės dažnio krosnyje gamyboje jo pridėti nerekomenduojama.

Kontrolės principas: stengtis pasirinkti žemo fosforo žaliavas (pvz., metalo laužą) ir vengti papildomo pridėjimo lydymo metu.

Per didelio kiekio rizika: kiekis turi būti mažesnis nei 0,035 % (aukštos kokybės plienui – mažesnis nei 0,025 %).

(5) Sierą (S)

Funkcija:

Žalingi elementai: su geležimi sudaro FeS, sukeliant karšto šlako reiškinį (skilimą aukštoje temperatūroje apdorojant).

Įtraukimo kontrolė: turi būti sujungiama su Mn, kad susidarytų MnS (sumažinti žalą).

Kontrolės principas: dezulfurizacija pridedant Mn (rekomenduojamas Mn:S santykis 2:1–3:1).

Per didelio kiekio rizika: kiekis turi būti mažesnis nei 0,035 % (ypač aukštos kokybės plienas – mažiau nei 0,02 %).

(6) Chromas (Cr)

Funkcija:

Gerina kietinamumą: vėlina austenito skilimą ir padidina martensito kietumą.

Atsparumas korozijai: sudaro tankią Cr₂O₃ oksidų plėvelę (pvz., nerūdijantis plienas).

Dėl grūdelių smulkinimo: slopina austenito grūdelių augimą.

Pridėjimo principas: pridedama lydymo metu (reikalingas aukštas lydymosi taškas ir aukšta temperatūra tirpimui). Paprastai kiekis yra 0,5 %–2,0 % (koreguojamas atsižvelgiant į korozijos ar dėvėjimosi atsparumo reikalavimus). atsparumo reikalavimus).

(7) Molibdenas (Mo)

Funkcija:

Grūdelių smulkinimas: slopina austenito grūdelių stambėjimą ir gerina kietumą.

Aukštos temperatūros stabilumas: gerina raudonąją kietumą ir šliaužimo atsparumą.

Tvirtosios tirpios stiprinimas: padidina matricos stiprumą.

Pridėjimo principas: pridedama lydymo metu (panašiai kaip Cr), kad būtų išvengta aukštos temperatūros volatilizacijos. Paprastai kiekis yra 0,1 %–0,3 % (aukšto molibdeno plienams – didesnis).

iI. Elementų sąveika

(1) C ir Si/Mn sinerginis poveikis

Deoksidavimo pusiausvyra: pirmiausia deoksiduoja Si, o Mn padeda dezulfurizuoti, tačiau perdaug Si slopina Mn dezulfurizavimo poveikį.

Fazės transformacijos poveikis: esant aukštai C koncentracijai, Mn gali uždelsti perlito transformaciją, dėl ko padidėja likutinio austenito kiekis.

(2) Cr ir Mo papildomasis poveikis

Kietumo gilinimo superpozicija: Cr ir Mo kartu gerina kietumo gilinimą, todėl tinka aukšto stiprumo plienams (pvz., HSLA).

Korozijos atsparumo sinergija: Cr sukuria pasyvinimo plėvelę, o Mo padidina įbrėžimų atsparumą (pvz., Cr–Mo derinys nerūdijančiojoje plienoje).

(3) P ir S sinerginis žalos poveikis

Žematemperatūrinis kietumas: P sustiprina šalto kietumo reiškinį, o S sukelia karšto kietumo reiškinį. Šis rizikos veiksnys turi būti sumažintas naudojant Mn ir procesų kontrolę.

ⅲ. Vidutinės dažnio krosnies lydymo proceso pritaikomumas

(1) Pridėjimo sekos optimizavimas

Lydymo laikotarpis: Pridėkite aukštos lydymosi temperatūros elementus, tokius kaip Cr ir Mo, kad būtų užtikrintas jų visiškas ištirpimas.

Oksidacijos laikotarpis: Pridėkite Mn dalimis (deoksidacija + dezulfurizacija). Aukštos reikalavimų klasės gaminiams galima naudoti deguonies pučimo technologiją, tačiau deguonies pučimo kiekis turi būti kontroliuojamas, kad būtų išvengta per didelės oksidacijos.

Redukcijos laikotarpis: Pridėkite Si (galutinė deoksidacija) ir papildomai – Mn (jei jis sudegino).