Roli i Elementeve në Gjuajtje dhe Rendi i Shtimit të Tyre

Në procesin e prodhimit të kastimeve, për të rregulluar elementët kimikë brenda gamës së kërkuar, ne duhet të shtojmë elementë aleuash. Sasia e secilit element që shtohet në kastim, koha e shtimit dhe renditja e shtimit do të ndikojnë në cilësinë e kastimit. Ne përpjekemi të analizojmë disa nga elementët më të përdorur:

I. Roli i çdo elementi dhe parimi i shtimit

(1) Karboni (C)

Larg:

Fortësimi i matricës: C është elementi kryesor i fortësimit të zgjidhjes së ngurtë në çelik, duke formuar cementitin (Fe₃C) me hekurin për të përmirësuar ngurtësinë dhe fortësinë.

Kontrolli i ngurtësimit: Përmbajtja e lartë e C do të zvogëlojë rrjedhshmërinë e çelikut të shkruar dhe do të rrisë tendencën e shkurtimeve.

Parimi i shtimit: Përmbajtja duhet të rregullohet sipas performancës së synuar (zakonisht kontrollohet në intervalin 0,15%–0,3% te çeliku me aleu të ulët).

Risqet e tepërt: Kur C > 0,5%, rezistenca ndaj goditjeve zvogëlohet në mënyrë të dukshme dhe aftësia e ngjitjes keqësohet.

(2) Silici (Si)

Larg:

Deoksiduesi: Reagon preferencialisht me O për të formuar SiO₂ për të pastruar çelikun e shkruar.

Fortësimi i zgjidhjes së ngurtë: tretet në ferrit për të rritur fortësinë (fortësia e terheqjes rritet me rreth 4 MPa për çdo rritje 0,1% Si).

Parimi i shtimit: shtohet në fazën e vonë të shkrimit (periudha e reduktimit) për të shmangur humbjet nga oksidimi (p.sh., legura hekur-siliconi).

Rreziku i përqendrimit të tepërt: përqendrimi kontrollohet në intervalin 0,2%–0,5%; shumë i lartë do të zvogëlojë elasticitetin.

(3) Mangan (Mn)

Larg:

Deoksidimi dhe desulfurizimi: prodhon MnO (deoksidim) me O dhe MnS (desulfurizim) me S.

Përmirëson aftësinë për të ngurtësuar: vonon transformimin e perlit dhe përmirëson aftësinë e martensitit për të ngurtësuar.

Parimi i shtimit: shtohet në grupe gjatë periudhës së oksidimit (deoksidim + desulfurizim), dhe shtohet gjatë periudhës së reduktimit (nëse digjet).

Rreziku i përqendrimit të tepërt: përqendrimi kontrollohet në intervalin 0,8%–1,5%; shumë i lartë mund të çojë lehtësisht në brishtësi pas temperimit.

(4) Fosfori (P)

Larg:

Elemente të dëmshme: të ngurtët tregohen në feritë, duke zvogëluar plasticitetin dhe qëndrueshmërinë (tendencë për brishtësi të ftohtë).

Fortësim i zgjidhjes së ngurtë: sasia e vogël e P-së mund të përmisojë fortësinë, por sasia duhet të kontrollohet me kujdes. Nuk rekomandohet të shtohet gjatë prodhimit në furna me frekuencë mesatare.

Parimi i kontrollit: Përpiquni të zgjidhni materiale të para me fosfor të ulët (p.sh., çelik i rishkruar) dhe shmangni shtimin e mëtejshëm gjatë shkrirjes.

Risqet e sasisë tepër të madhe: përmbajtja duhet të jetë më e vogël se 0,035 % (çeliku i lartë cilësor kërkon më pak se 0,025 %).

(5) Kromi (Cr)

Larg:

Elemente të dëmshme: formon FeS me hekurin, duke shkaktuar brishtësi të nxehtë (plasaritje gjatë përpunimit në temperaturë të lartë).

Kontrolli i përfshirjeve: duhet të kombinohet me Mn për të formuar MnS (për të zvogëluar dëmet).

Parimi i kontrollit: desulfurizimi me shtimin e Mn (raporti i rekomanduar Mn:S është 2:1–3:1).

Risqet e sasisë tepër të madhe: përmbajtja duhet të jetë më e vogël se 0,035 % (çeliku special < 0,02 %).

(6) Kromi (Cr)

Larg:

Përmirësoni hardenueshmërinë: vononi zbërthimin e austenitit dhe rritni fortësinë e martensitit.

Rezistenca ndaj korrozionit: formoni një film oksidi Cr₂O₃ të dendur (p.sh., çeliku i pakorrozueshëm).

Rafinimi i grurëve: pengoni rritjen e grurëve të austenitit.

Parimi i shtimit: shtohet gjatë periudhës së shkrirjes (kërkon shkrirje në temperaturë të lartë për elemente me pikë shkrirjeje të lartë). Përmbajtja është zakonisht 0,5%–2,0% (e rregulluar sipas kërkesave për rezistencë ndaj korrozionit ose të vështrimit ndaj vështrimit).

(7) Molibdeni (Mo)

Larg:

Rafinimi i grurëve: pengoni zhvillimin e madhësisë së grurëve të austenitit dhe përmirësoni elasticitetin.

Stabiliteti në temperaturë të lartë: përmirësoni fortësinë e kuqe dhe rezistencën ndaj shpërndarjes.

Fortësimi i zgjidhjes së ngurtë: rrisni fortësinë e matriksit.

Parimi i shtimit: shtohet gjatë periudhës së shkrirjes (ngjashëm me Cr) për të shmangur volatilizimin në temperaturë të lartë. Përmbajtja është zakonisht 0,1%–0,3% (më e lartë për çelikun me molibden të lartë).

ⅱ. Interaksioni midis elementeve

(1) Efekti sinergjik i C dhe Si/Mn

Ekuilibri i deoksidimit: Si deoksidon në të parën, Mn ndihmon në desulfurizim, por sasia e tepërt e Si do të pengojë efektin e desulfurizimit të Mn.

Efekti i transformimit fazor: Kur përmbajtja e C është e lartë, Mn mund të vonojë transformimin e perlit, duke rezultuar në rritje të austenitit të mbetur.

(2) Efekti plotësues i Cr dhe Mo

Mbivendosja e hardueshmërisë: Cr dhe Mo përmirësojnë bashkërisht hardueshmërinë, e cila është e përshtatshme për çelikun me rezistencë të lartë (siç është HSLA).

Sinergjia e rezistencës ndaj korrozionit: Cr siguron një film pasivizues, ndërsa Mo përmirëson rezistencën ndaj korrozionit pikësor (siç është kombinimi Cr-Mo në çelikun antikoroziv).

(3) Dëmi sinergjik i P dhe S

Britëlshmëria në temperaturë të ulët: P rëndëson britëlshmërinë në ftohtë, ndërsa S shkakton britëlshmëri në nxehtë. Rreziku duhet të zvogëlohet përmes Mn dhe kontrollit të procesit.

ⅲ. Përshtatshmëria e procesit të shkrirjes në furnë me frekuencë mesatare

(1) Optimizimi i sekuencës së shtimit

Perioda e shkrirjes: Shtoni elemente me pikë shkrirjeje të lartë, si Cr dhe Mo, për të siguruar shkrirjen e plotë.

Perioda e oksidimit: Shtoni Mn në partia (deoksidim + desulfurim). Produktet me kërkesa të larta mund të përdorin teknologjinë e fryrjes me oksigjen, por sasia e oksigjenit që fryhet duhet të kontrollohet për të shmangur oksidimin e tepërt.

Perioda e reduktimit: Shtoni Si (deoksidim final) dhe suplementoni Mn (nëse është djegur).