TA的每日心情 | 无聊
2018-2-13 17:05 |
|---|
签到天数: 19 天 连续签到: 1 天 [LV.4]偶尔看看III
|
发表于 2009-3-4 14:06:08
|
显示全部楼层
1、金属液内的反应气孔
: y% p4 n! v" `8 X; _" g* {3 x6 L! p" e: R8 F9 A1 q- x t
发生在金属液中的反应气孔有两种情况：一种是由于金属与渣相相互作用而产生的（常称为渣气孔），另一种是由于金属液内各组成成分之间相互作用而产生的。3 O. p, r3 }9 ?% O# i5 Z
. s0 n* ^, @5 o- z5 r+ T （1）渣气孔 浇注前由于熔渣没有清理干净以及浇注过程中又产生二次氧化渣，以及铸件在凝固过程中，在结晶前沿液相区存在的低熔点渣含有FeO，与液相中的C原子产生以下反应：
- x4 D p8 O0 G9 `% t3 H+ Y
+ D( ?& m# H `& f( \2 D: Y （FeO）+[C]→Fe十CO↑
( e9 n, d/ z) u2 e' w: P5 ~* M: A T, E) `0 e1 t
当金属液中的（FeO）和[C]较多时，就有可能形成渣气孔。当铁水中石墨析出时，也将引起下列反应：
& X& q. I' P* {6 r0 ?& e3 k/ o4 g7 T% I( Q8 x0 c8 g
（FeO）+C→Fe+CO↑( ?9 {/ v8 Z7 Q3 [+ ~
( r5 H, O; u1 \ 上述反应产生的CO气体依附在熔渣上形成了渣气孔。所以渣气孔的特点是，气孔和氧化渣夹杂在一起。铸钢件最容易产生这种气孔。因为氧化反应产生的CO实际上是不溶解于钢液中的，CO气泡在固液接口上的枝晶间形成成群的气泡核。同时，气泡周围的钢液中溶解的氮、氢气体也会扩散到CO气泡中，使其长大。这种气泡是在钢液凝固时期形成的，因此难以上浮逸出金属液，导致这种反应气孔呈弥散性分布。
/ x' m2 E5 q% i3 `7 U' Y5 K
. c/ l2 ^- ~/ S# X4 k, Y7 y （2）金属液中元素间反应气孔 含镍铜合金熔炼时如果用木炭作覆盖剂时，会产生反应气孔。其原因是：熔炼时，镍能化学吸附CO，并产生化学反应生成NiO和NiC；木炭促使镍化合物的产生。NiO和NiC能溶解在含镍铜合金中，当浇注后，随着金属液的凝固和温度的降低，它们会重新从铜液中析出。结果这两种镍化合物发生反应，产生CO气体： |; v6 a! x. y; t; l* i! P. D
& d$ |$ Z: l5 y A; z. x
NiC＋NiO←→2Ni＋CO
9 x' s% \7 P8 b$ V! V; ?- Z
9 R8 ~. r, S: M$ V4 f CO气体在铜液中的溶解度极其微小，易形成CO气泡，使含镍铜合金在凝固时产生CO反应气孔。类似这种反应气孔还有铜合金铸件中的水汽反应气孔。2 V! D: K/ K) F/ Q8 T
. W# `" h% N$ S P k( L1 Q 2、金属与铸型（型芯）、冷铁或型芯撑等产生化学反应而形成的气孔
: m3 y* @% o5 _7 E2 O
p9 F+ [9 q. o) j& ?- C6 u 这类气孔属于外生式反应气孔，其原因主要是金属液与外部因素之间的化学反应而产生的。此类气孔可分为皮下气孔、表面气孔和内部气孔三种类型。 t1 w. g# \+ t; r8 k) U
4 P8 g. r4 b9 z q$ ^7 T
第一种，铸钢件皮下气孔。铸钢件用湿型浇注时所产生的皮下气孔（针孔），是典型的金属与铸型产生化学反应而形成的皮下气孔。铸钢件皮下气孔分布于铸件表皮下1~3mm（有时只有一层氧化皮厚），数量多而尺寸小，形状为垂直于铸件表面的针状。这种皮下气孔形成于铸件凝固初期，气泡随铸件表面的凝固一起长大，成为针形气泡。
' O* B3 u0 T/ Q+ h7 i1 k6 ?9 `' F
铸钢件形成皮下气孔的机理有两种观点。第一种观点认为钢水与铸型接触时产生以下反应：9 l0 H5 S# H1 P4 g. E h: h
) d( l# f8 B2 \! _, LFe＋H2O→FeO＋2[H]
( h9 M3 v% v4 {7 d, e) A0 ?' D x4 c# `9 d
反应生成的氢，一部分通过铸型逸出，一部分则向钢水中扩散，使钢水含氢量达到饱和溶解度。随着铸件凝固开始并形成薄壳后，氢的溶解度在钢水中的溶解度减小，溶解不了的氢气被赶到了固、液相接口上，形成氢“偏析”。如果钢水脱氧不好，在钢水中有较多的氧化铁，固体薄壳内附近的氢与钢水中的FeO就有可能发生如下反应：
/ f' W3 \# t( E/ k1 @! e6 [
2 r+ U/ T/ _2 y4 N FeO+[H]→H2O+Fe
8 K+ Q1 Z S) n) Y+ C9 P
. K" e( _* \, u# x* K2 J; M A0 Z 生成的水蒸气就附着在生长的固体晶粒上，形成了气泡核心。从钢水凝固过程中析出的氢和接口上的氢，都向H20气泡核心集中，新生的氢原子聚合成分子，使气孔扩大到相当的尺寸。生产中许多现象可以用这一理论来解释。例如，提高浇注温度对防止皮下气孔的产生是有效的，因为氢可以在凝固很慢的铸件中逸出。
9 F- ]& u& i1 [$ X* e3 m$ |) s
' e! P. |9 x: u9 S4 Z7 { 第二种观点认为由于钢水脱氧不良，残留很多氧化亚铁，或钢水与水分反应生成的氧化亚铁，都能与钢水中的碳反应生成CO，使其成为皮下气孔的气泡核心，或直接形成CO皮
) }) M* Q9 g$ Q, ]% L6 @7 }2 _- f- {) g! I$ s
下气孔。+ e; O- j0 P# G I5 L5 g+ r
) [' f8 @( g+ M' \2 ]
灰铸铁件和球墨铸铁件产生的皮下气孔是因为铁水浇注到湿型后，金属与铸型接口的水蒸气（H2O）与铁水中逸出的镁（Mg）和铁水表面的硫化镁发生如下反应：; E" J0 b! K. u# x9 I# [
4 ~8 q" k& T# p7 {; t+ O0 y
Mg＋H2O→MgO＋2[H]↑
" U" f4 I5 L& `
]* |+ E% ? Q# e MgS＋H2O→MgO＋H2S↑
/ Q A) Y8 |2 t. `3 O
2 e3 J+ s+ i3 u0 U) |1 ~ 反应生成的氢、硫化氢等气体，在铁水与铸型的接口上产生了较大的压力。由于球墨铸铁的糊状凝固特性，其表面层往往在较长的时间内不能完全凝固，当铸型的透气性差时，可能有部分气体穿透铁水表层侵入铸件，形成皮下气孔．这种皮下气孔弥散分布于铸件表皮之下。由于球墨铸铁件中的Mg能使金属与铸型接口的水蒸气强烈地还原，产生原子态氢，因此，球墨铸铁件产生皮下气孔的倾向性比灰铸铁件大：球墨铸铁件残留镁量越高，形成皮下气孔的倾向性越大。
" I) \% ~0 [/ h- O" s1 s+ [ h( ?2 |
# |5 k+ Q8 l% x( b1 ? 第二种，表面气孔。其主要有两种。一种是型砂熔融表面气孔，它主要是指浇注金属液后，铸型型砂的熔融使铸件表面产生的气孔。其产生原因是由于型砂的耐火度低，在高温金属液的作用下发生熔化，熔融的型砂接口层本身会释放大量的气体；同时，型砂的熔融堵塞了型砂颗粒间的空隙，导致型砂的透气性降低，使气体不能及时排出，产生型砂熔融表面气孔。另一种表面气孔是外冷铁表面气孔。它是铸件外表面同外冷铁直接接触处产生的表面气孔。其形成原因为外冷铁表面有油污、铁锈、水汽；或干型刷涂料时，涂料中发气物过多；浇注时在铸件同外冷铁的表面上产生侵入气孔等。9 g- g) \, K; u) M- i) W& r
6 q+ i2 i" e, w8 v' a
第三种，内部气孔。内部气孔主要指内部渣气孔和芯撑、内冷铁内部气孔。内部渣气孔的形成原因为：型腔中金属液凝固时，金属液中多种不同的渣滓（非金属夹杂）相互作用发生化学反应，其释放出的气体形成气泡，而产生内部渣气孔。湿型、干型浇注的铸钢件，只要是冶炼时用电石渣操作的钢液，都可能产生内部渣气孔。摘自http://www.hj9411.com/post/5706.html |
|
|手机版|Archiver|热加工行业论坛
( 苏ICP备18061189号-1|豫公网安备 41142602000010号 )
发表于 2009-1-13 15:48:51
