TA的每日心情 | 无聊 2018-2-13 17:05 |
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发表于 2009-3-4 14:06:08
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1、金属液内的反应气孔2 ]# J X4 |$ h+ O. C; b
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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。
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; c, a B9 Y$ Y9 U3 Y8 a# c (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:5 b9 Z' w" X" ?6 \! T# X& K q- `
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(FeO)+[C]→Fe十CO↑7 a9 o- F }# W! P |6 C6 o3 y' h" v
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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:; j: Z9 R1 V# F4 _' x5 k1 ~
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(FeO)+C→Fe+CO↑# F% V+ |7 V7 u9 C- P$ }
6 v: V8 H% b A) o! k* m' M 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。
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(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:
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NiC+NiO←→2Ni+CO" n7 k. Y, n* j: H# i& C P# s
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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。
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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
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! O( R. ` P/ T Q3 |; n- g 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。
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! c# q: @; m9 ~: G 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。
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/ q& H$ N: n: L8 [- }/ D 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:
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8 H5 ]' L" q5 ~! o6 u* [! Z' ZFe+H2O→FeO+2[H]
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( \5 j: W9 ]8 e& Y5 g! Y- j* \ 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:1 C) B$ L3 T% r( R, }/ O
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FeO+[H]→H2O+Fe$ \' d v1 j0 i9 @ N8 O
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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。2 a' H' N/ Z7 B8 y
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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2 ], k) \; R8 f+ P4 C; g6 P5 ^& y2 ]
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下气孔。8 t" [. i# c6 t t: [2 I
! x% k3 i* L/ ~) E! ] 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:' r! J9 \+ [/ q6 @0 } `+ y6 ]
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Mg+H2O→MgO+2[H]↑
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MgS+H2O→MgO+H2S↑/ ?' F3 @! f/ O% s1 \
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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。
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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。+ k4 ]( _. f/ a! a$ S
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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 |
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