تجزیه و تحلیل فنی تخلخل و گنجاندن سرباره در ریخته گری فولاد ضد زنگ

در ریخته گری فولاد ضد زنگ فرآیند، تخلخل و گنجاندن سرباره نشان دهنده دو مورد از بحرانی ترین چالش های کیفیت است که بر یکپارچگی سازه و مقاومت در برابر خوردگی تأثیر می گذارد. برای قطعات با دقت بالا مانند ریخته گری کاهنده زانو از فولاد ضد زنگ ، این عیوب میکروسکوپی می تواند منجر به شکست فاجعه بار در طول آزمایش فشار یا تخریب زودرس در محیط های خورنده شود.

علل ریشه ای تخلخل در ریخته گری فولاد ضد زنگ

تخلخل به صورت حفره ها یا سوراخ های کوچک درون ماتریس فلزی ظاهر می شود. بسته به مکانیسم تشکیل، اینها به سوراخ های گاز، منافذ واکنشی و منافذ بارش طبقه بندی می شوند.

جذب گاز در حین ذوب

در طول مرحله ذوب، فولاد ضد زنگ مذاب به شدت مستعد جذب هیدروژن (H) و نیتروژن (N) از جو است. با کاهش دما پس از ریختن، حلالیت این گازها در فولاد ضد زنگ جامد به شدت کاهش می یابد. اگر سرعت خنک‌سازی خیلی زیاد باشد، گازهای رسوب‌شده به دام می‌افتند و تشکیل می‌شوند میکرو تخلخل در سراسر ریخته گری فولاد ضد زنگs .

خروج گاز پوسته قالب

در درvestment Casting ، اگر پوسته سرامیکی حاوی رطوبت باقیمانده یا چسب های آلی به دلیل پخت ناکافی باشد، در لحظه ورود فولاد مذاب حجم زیادی گاز تولید می شود. اگر پوسته کافی نباشد نفوذپذیری ، این گاز به جای خروج از دیواره های قالب به جریان فلزی وارد می شود.

درcomplete Deoxidation

فولاد ضد زنگ حاوی سطوح بالایی از کروم است که به راحتی اکسید می شود. اگر اکسید کننده عوامل ناکافی هستند، اکسیژن (O) با کربن (C) در فولاد واکنش می دهد تا حباب های مونوکسید کربن (CO) تولید کند. این تخلخل واکنشی اغلب در بخش هایی از کاهش دهنده آرنج ریخته گری که در آن ضخامت دیواره به طور ناگهانی تغییر می کند و بر دینامیک جریان تأثیر می گذارد.

مکانیسم های تشکیل سرباره

گنجاندن سرباره به ناخالصی های غیر فلزی محبوس شده در داخل ریخته گری اشاره دارد. این اجزاء تداوم ماتریس فولاد ضد زنگ را مختل می کنند و به عنوان متمرکز کننده تنش از جایی که ترک ها منشا می گیرند عمل می کنند.

محصولات اکسیداسیون حاصل از ذوب

در طول ذوب کوره القایی، عناصر آلیاژی با هوا واکنش داده و اکسیدهایی مانند Al2O3 یا SiO2 را تشکیل می دهند. اگر به این اکسیدها قبل از ریختن زمان کافی برای شناور شدن به لایه سرباره سطحی داده نشود، به داخل حفره قالب برده شده و در محصول نهایی جاسازی می شوند.

آشفتگی سیستم دروازه

طراحی نامناسب سیستم دروازه می تواند باعث متلاطم شدن فلز مذاب شود. در هندسه های پیچیده مانند کاهش دهنده آرنج Castings ، تغییرات ناگهانی در سرعت جریان گرداب هایی ایجاد می کند که سرباره سطحی را به جریان فلزی می مکد. پس از داخل قالب، این ناخالصی ها به سختی حذف می شوند.

فرسایش نسوز

فولاد مذاب با دمای بالا نیروی فرسایشی قابل توجهی را بر روی پوشش ملاقه و فنجان های دروازه اعمال می کند. اگر مواد نسوز مقاومت حرارتی پایینی داشته باشند، ذرات ممکن است پوسته پوسته شوند و وارد قالب شوند و در نتیجه گنجاندن شن و ماسه یا عیوب سرباره جامد که ریخته گری را ضعیف می کند.

تاثیر بر ماشینکاری و کاربردهای میدانی

عیوب فولاد ضد زنگ اغلب تا زمانی پنهان می ماند ماشینکاری یا مرحله تست فشار زیر سطحی تخلخل در حین تراشکاری یا فرزکاری نمایان می شود، حفره های قابل مشاهده ای روی سطوح آب بندی ایجاد می کند که منجر به نشتی می شود. علاوه بر این، در سیستم های جابجایی سیالات، گنجاندن سرباره سایت ها به دلیل ناهمگنی های شیمیایی مستعد خوردگی الکتروشیمیایی هستند که آنها را به ضعیف ترین حلقه در یک شبکه لوله کشی تبدیل می کند.

با استفاده از تست اشعه ایکس (RT) و بازرسی نافذ رنگ (PT) به تولیدکنندگان اجازه می دهد تا شناسایی و رد کنند ریخته گری فولاد ضد زنگs با نقص های داخلی، اطمینان از اینکه هر جزء مطابقت دارد ASTM A351 یا EN 10213 استانداردهای ایمنی صنعتی.