灰色の鋳鉄中の細孔沈殿の特徴と予防策

1。灰色の鋳鉄の細孔沈殿の特性

灰色の鋳鉄部品の降水多孔度は、一般的かつ特定の鋳造欠陥です。これは、主に、冷却および固化プロセス中に溶融鉄に溶解したガス（主に水素と窒素）の溶解度の急激な減少によって引き起こされます。沈殿した細孔の主な特徴は次のとおりです。

a。位置特性：ホットスポット、厚くて大きなセクション、または鋳物の最終凝固の中核領域で主に発生します。これらの領域は凝固速度が遅く、ガスの進化、蓄積、成長に十分な時間を提供します。多くの場合、鋳物の内側（表面から離れて）：表面に近い場合もありますが、通常、皮膚に密接に付着する皮下細孔とは異なり、キャスティング壁の厚さの内側または中央の領域にあります。通常、ゲーティングシステムやライザーから離れてください。ゲーティングライザー領域は後で固化し、圧力が低いため、ガスは移動してこれらの領域に逃げる可能性が高くなります。降水細孔は、これらの「排気チャネル」から遠く離れた孤立したホットノードで形成される可能性が高くなります。

b。形状とサイズの特性：形状：ほとんどが円形、楕円形、または涙の形をした小さな穴。凝固前線に複数の泡が集まり、樹状突起に沿って成長する場合、穀物の境界に沿って分布するようなワーム、オタマジャクシのような、または不規則な形状を形成することもあります。サイズ：通常は比較的小さく、直径は約0.5mmから3mmです。しかし、特に厚くて大きなセクションでも、それは大きくなる可能性があります。内壁：滑らかで、きれいで、光沢があり（鏡のような）、これは沈殿した毛穴の最も典型的な特徴の1つです。泡は溶融鉄の中に形成されるため、壁は酸化や汚染なしに液体金属と直接接触します。

c。分布特性：分離または小型のクラスター分布：個別に表示できますが、より一般的には、いくつか以上の気孔が集まり、ローカルの小さなクラスターを形成します。それらは通常、分散していないか、均等に分布していません（溶解したガス含有量が非常に高い場合です）。散在しているが比較的濃縮された場所：厚くて大きな断面またはホットスポットエリア内には、複数の散乱ガス孔ポイントがある可能性があります。

d。他の毛穴からの特徴：浸潤性細孔からの区別：浸潤性の毛穴は通常、粗く酸化された内壁を備えたより大きく、より不規則であり、スラグが含まれている可能性があります（ガスは砂の湿気、塗料の分解など、ガスの浸潤がスラグを運ぶ可能性があるため）。侵入性の毛穴は、鋳物の上面にある、またはカビの空洞/砂コアの表面近くにあることがよくあります。皮下細孔との違い：皮下細孔は、鋳物の表面（1〜3mm）の下にあり、針型または細長いものであり、時には処理または洗浄後にのみ発見されます。皮下細孔の形成は、多くの場合、溶融鉄の表面での化学反応（Feo+C-> Fe+Coなど）に関連しており、酸化も内壁に発生する可能性があります。反応性細孔との違い：反応性細孔（炭素酸素反応によって生成されるCo孔など）は、通常、より不規則な形状の酸化色（青または暗い）を持ち、しばしばスラグまたは包有物を伴います。

e。形成の関連特性理由：溶融鉄の元のガス含有量に密接に関連している：高水素と窒素含有量を伴う溶融鉄は、沈殿の細孔を生成する可能性が高い。固化速度に密接に関連している：冷却領域が厚くて遅いエリアには、リスクが高くなっています。溶融鉄処理に関連する：湿った、腐食した、油性炉材料の使用、湿った接種剤/スフェロイド剤、過度の攪拌、溶融鉄の過熱温度（吸引の増加）はすべて、沈殿毛の傾向を増加させる可能性があります。キー識別ポイントの概要：場所：キャストの厚さ、大きな断面、ホットスポット、コア。形状：主に丸い/楕円形/涙の形をした、またはワーム型。内壁：滑らかで、きれいで、光沢があります（最も重要な機能！）。サイズ：小規模から中程度、通常は3mm未満です。分布：地域に集中した孤立または小さなクラスター。これらの特徴を特定することは、多孔性の種類を正確に決定し、欠陥の根本原因（原材料、融解プロセス、接種処理、温度の注ぎ、鋳造設計）、および効果的な予防措置の開発に不可欠です。溶融鉄のガス含有量（特に水素含有量）を測定することは、通常、それが孔形成であると疑う際に重要な検証ステップです。

灰色の鋳鉄の沈殿毛からのガスはどこから来たのですか？灰色の鋳鉄の毛穴のガスは、主に溶融および注入プロセス中に溶融鉄に溶解したガスから来ています。これらのガスは、溶融鉄の冷却と固化中の溶解度の急激な減少のために沈殿します。その生成および溶解メカニズムには、複雑な物理的および化学的プロセスが含まれ、コアガスは水素（H₂）と窒素（N₂）であり、おそらく一酸化炭素（CO）を含む少量です。

これらのガスの主なソースと溶解プロセスは次のとおりです。

a。コアガスのソースおよび生成メカニズム

a。 1。水素（H₂） - 進化したガスの主な供給源：炉材料の水分と油：湿った炉材料（豚、彫刻鋼、リサイクル材料）、錆（fe o∝・NH₂O）、油または有機物質（油または石油、プラスチックなど）が高温で脱カメコース：2H→2H→2H→2H→2H→2H MC+（n/2）he溶ける環境における水蒸気：湿った溶けた炉の水分、不以外のゴードル、道具、またはカバー。炉の雰囲気：燃料燃焼（天然ガス、コークスガスなど）によって生成されるh₂Oを含む大気。接種剤/添加物の水分吸収：フェロシリコンやフェロマンガンなどの接種剤または合金は、空気から水分を吸収します。溶解メカニズム：鉄は、高温液体状態にある場合、水素ガスを溶解できます。高温では、溶解度は比較的高く（1500℃で最大5〜7 ppm）、固化中、溶解度は約1/3〜1/2に急激に低下します（固体状態ではほぼ不溶性）

a。 2。窒素（n₂） - 特に窒素炉材料の高い重要な源。出典：窒素含有合金/炉材料：スクラップスチール（特に合金鋼）、窒素含有豚の鉄、浸炭中の窒素。炉ガス中の窒素：空気の約78％がN₂であり、これは溶融鉄が空気にさらされるか、電気炉または誘導炉で攪拌されると吸入されます。樹脂砂/コーティング分解：フラン樹脂とアミン硬化剤は、窒素含有ガス（NH3など）HCN溶解メカニズムを生成するために分解します。固化中に溶解度が大幅に減少します（固形溶解度は非常に低い）。

a。 3。一酸化炭素 - 二次的ですが、おそらく関与している可能性があります：溶融鉄の炭素（c）は溶存酸素（O）または酸化物（FEOなど）と反応します：（注：COバブルは通常、非定型沈殿細孔ではなく反応性細孔を形成しますが、特定の条件下で共存する可能性があります）。

3.ガス孔欠陥の発生を防止および制御する方法：予防戦略：ガス源の遮断+脱出促進

a。炉の材料と融解環境を厳密に制御します。炉材料は乾燥していて、錆びず、油の汚れがありません。ひしゃくとツールを完全に乾燥させます（> 800）。過度の過熱（> 1500）と長期断熱材を避けてください。

b。溶融鉄の治療を最適化する：接種剤/合金は事前に焼かれています（200〜300℃）。低窒素樹脂砂または補強型の成形砂を排気に使用します。

c。プロセス設計アシストエキゾースト：冷たい鉄を取り付けて、厚い領域で凝固を加速します。ライザーと排気チャネルを合理的に設計して、ライザーへのガス移動を容易にします。

d。必要に応じて、脱ガス処理を行います。水素を駆動するために不活性ガス（ARなど）を導入するか、脱ガス剤（希土類合金など）を追加します。

概要：灰色の鋳鉄の毛穴を沈殿させるガスは、湿った/窒素含有炉材料、炉ガス、および不適切な動作に由来する溶融鉄の融解プロセス中に、本質的にh₂およびn₂が溶解します。固化中、溶解度の突然の減少により過飽和沈殿が沈殿し、最終的に樹状突起によって捕獲され、内壁に滑らかな円形の毛が形成されます。ソースガスの溶解を制御し、凝固プロセスを最適化することが問題を治すための鍵です。