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发表于 2012-1-28 20:14:44
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来自: 中国山东泰安
这是我当时找的资料,我QQ空间上的。( X+ U2 u7 t; U, Y8 d8 V0 l
渣气孔分析, N' A; X+ ~+ i% a' K/ g9 Q
1、金属液内的反应气孔
* Q# X; I& y3 U6 l6 `# G 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。
1 N9 D& }8 C: L; 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:
$ n7 N! n* G9 c7 s; B% t(FeO)+[C]→Fe十CO↑) 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:(FeO)+C→Fe+CO↑
; c. k. S6 x6 m$ S, p' ]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。3 N& T4 J$ P( s H6 c; r$ x
(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: 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* a& G8 j# [6 `! x
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- z3 n* o. d* h! @/ Z& k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。
* l) B2 d% F$ v5 I& ?+ h: o" h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:Fe+H2O→FeO+2[H]
" N4 B: R4 ]/ ?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: FeO+[H]→H2O+Fe
) R! m' H, {" B3 @ O8 _ L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。
+ F. x) N) v& m( w0 [) G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皮下气孔。) M" p" @$ V& z# Z4 m- H% a, i3 P7 R% L
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: Mg+H2O→MgO+2[H]↑ MgS+H2O→MgO+H2S↑& z2 Z, E4 J( [7 _% G
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。
" e6 p0 {8 h- J7 H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 |
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