Організаційні характеристики кільцевої заготовки 42 CrMo На рисунку 1 показано комп’ютерне чисельне моделювання затверділої тканини за допомогою вертикального відцентрового лиття при швидкості лиття 480 рад/с, температурі лиття 1500 градусів, зовнішньому діаметрі лиття 1000 мм, внутрішнім діаметром 360 мм і параметрами процесу водяного охолодження лиття. Малюнок 4. Як видно з малюнка, зовнішня стінка кільцевої виливки являє собою рівномірну тонку ізопаксіальну кристалічну область. Усередині виливка зерно змінюється з дрібного ізопаксіального кристала на товсту стовпчасту кристалічну область, і стовпчастий кристал стає все більшим і більшим. Це відбувається через сплав у процесі затвердіння відцентрового лиття, коли металева рідина потрапляє у виливок, охолодження стінки, початковий вузол, затвердіння кристала, кристалічна прихована теплота перпендикулярна до стінки лиття, безперервне розсіювання тепла назовні, тому метал до налаштування під час затвердіння процесу відцентрового лиття, оскільки ливарна стінка холодна, а лита стінка холодна, але розпилення води, коли високотемпературний метал зустрічається з низькотемпературною ливарною стінкою, поблизу металевої стінки через сильний ефект охолодження, виробляє великий ступінь переохолодження і велика кількість неоднорідного ядра. Ці серцевини в холодному розплаві в рості дендитів, через розсіювання тепла кристалізації без спрямованості, і багато, серцевини блокують одне одного, продовжують рости, тому біля круглої зони ливарної стінки утворюють крихітну осьову кристалічну організацію зі збільшенням товщини затвердіння та стабільного утворення оболонки затвердіння, зерно безпосередньо, поверхнею тонкого осьового кристала деяке зерно для базового росту, що розвивається внаслідок зовнішнього та внутрішнього зростання стовпчастої кристалічної області. Завдяки бар’єрному охолодженню коагуляційного шару швидкість охолодження рідини сплаву зменшується, що призводить до зниження швидкості затвердіння сплаву, процес відцентрового лиття рідини сплаву в основному контролюється одновимірною температурою охолодження, у цей час умови одностороннього розсіювання тепла при межа розділу тверда речовина-рідина, під дією одностороннього потоку тепла, сплав уздовж радіального кільцевого виливка зростає, таким чином утворюється в колонці області на малюнку 1 (b). Завдяки вибірковому зростанню під час розвитку стовпчастого кристала, чим далі відстань від стінки, тим більше несприятливих кристалів усувається, тим більш концентрований напрямок стовпчастого кристала та більший розмір зерна, як показано на малюнку 1 (c).
3 Причини макроскопічної сегрегації 3.1 Під час затвердіння відцентрового лиття металева рідина, що обертається, піддається дії радіальної відцентрової сили, вертикальної та прямолінійної сили тяжіння. Відцентрова сила пропорційна радіусу обертання і пропорційна квадрату кутової швидкості обертання:
F віддалений від m2r
Де: F - відцентрова сила металевої рідини; m – маса металевої рідини; це кутова швидкість обертання кидка. Як і прискорення сили тяжіння в гравітаційному полі, металева рідина матиме відцентрове прискорення в обертовому полі відцентрової сили. 3.2 Сегрегація складу Для відцентрового лиття кільцевої виливки 42 CrMo перерозподіл атомів розчиненої речовини відбуватиметься з температурою затвердіння та вихідний склад твердої фази і рідкої фази. Таким чином, це призводить до різких змін у складі сплаву. Відповідно до рівняння макроскопічної сегрегації p, середня швидкість потоку сплаву та швидкість його охолодження при затвердінні є макроскопічним зміщенням
u 1
Головну роль відіграє аналіз. Коли його результат дорівнює 1, сегрегації немає. Завдяки дії відцентрової сили швидкість його потоку прискорюється, коли швидкість потоку рідини сплаву v. Всупереч напрямку швидкості затвердіння u, рідина тече від гарячого кінця двофазної області до холодного кінця, тобто , від внутрішнього потоку з меншою кількістю розчиненої речовини до кореня ділянки, багатої розчиненою речовиною, створюючи негативну сегрегацію, і в іншому випадку, створюючи позитивну сегрегацію назад. У цьому дослідженні під впливом елементів сплаву хром має сильну спорідненість з вуглецем, що зменшує швидкість дифузії вуглецю, збільшує інкубаційний період розкладання переохолодженого аустеніту та сповільнює швидкість затвердіння, таким чином створюючи сегрегацію. 3.3 Розшарування сегрегації На фіг.4 представлена принципова схема течії металевої рідини на литому осьовому перерізі. Коли рідина сплаву вливається, металева рідина у вигляді потоку осьового потоку, руху, а саме першого шару металевої рідини ① робить осьовий потік, через зниження температури, швидкість потоку, мала, швидкість перший потік ② потік і за межами першого потоку, потоку, і так далі, через умови твердіння температури, такі як температура, швидкість і різниця тканин, утворених у формі концентричних кілець.
3.4 Заходи для зменшення сегрегації Заходи для зменшення макросегрегації: ① Виберіть відповідну швидкість лиття, щоб рідкий сплав мав
Відповідна швидкість потоку. ② Додайте інкубаційний агент у процесі затвердіння рідкого сплаву, щоб прискорити затвердіння. ③ Використовуйте відповідний метод охолодження, щоб скоротити час затвердіння двофазної зони тверда речовина-рідина, і збільшити час охолодження затвердіння. наскільки це можливо.
Характеристики тканини та макроаналіз сплаву Cu-17Ni-3Al-X. Відливка мідного сплаву Cu-17Ni-3Al-X із діаметром зовнішнього кола 265 мм, товщиною приблизно 50 мм і висотою 125 мм були виготовлені методом відцентрового лиття. Характеристики тканини та макросегрегацію литва з мідного сплаву досліджували методом металографії та електронного зонду. Результати показують, що у відливці є дві форми ізоаксіального кристала та циліндричного кристала, які розподілені у зовнішній стінці та внутрішній стінці відливки, а також розподілені в центрі відливки та в області біля внутрішньої стінки відливки. . В основній комбінації елементи золота Cu, Ni та Al показали незначну макроскопічну сегрегацію вздовж радіального та осьового напрямків виливка, але все ще були в межах проектного діапазону сплаву.2 Результати випробувань 2.1 Характеристики тканини виливка Типовий макроскопічні характеристики тканини виливка показані на малюнку 2. З малюнка видно, що макроскопічна морфологія тканини виливка є симетричною вздовж виливка; Макроскопічну організацію виливка можна розділити на чотири очевидно різні області: тонка ізоаксіальна зона зовнішньої стінки виливка (①, паралельна виливку (ID, груба ізоаксіальна зона (II) біля внутрішньої стінки виливка, IV біля кінця внутрішньої стінки виливка) Організаційні характеристики цих 4 областей наведені в таблиці 1.
Причина в тому, що течія розплаву металу і перерозподіл атомів розчиненої речовини не викликають різких змін у складі сплаву. Відповідно до дискримінантної формули макроскопічної сегрегації умовами усунення макроскопічної сегрегації є:
v / u / ( 1)
При визначенні сплаву визначають середню швидкість течії рідини в дендриті і швидкість затвердіння сплаву u. Для затверділого та скороченого сплаву, коли середня швидкість потоку рідини в дендриті та швидкість затвердіння сплаву протилежні, чим менша середня швидкість потоку рідини і чим більша, тим сприятливіше зменшити макроскопічна сегрегація. Під час відцентрового лиття швидкість потоку відцентрової сили та сили Коридіана зазвичай прискорюється, що є несприятливим для перешкоджання макроскопічній сегрегації. Однак у цьому дослідженні, оскільки основними компонентами є мідь і нікель, різниця їх щільності в розплаві дуже мала, крім того, водяне охолодження відцентрового лиття може ефективно очищати дендрит, покращувати швидкість затвердіння сплаву, особливо тому, що товщина стінки ливарна заготовка (близько 55 мм), може ефективно перешкоджати потоку розплаву, щоб усунути або зменшити мету макроскопічної сегрегації лиття.
Згідно з вимогами RCC-M, матеріал магістрального трубопроводу ядерного острова реактора CPR1000 водоводяного реактора АЕС – аустенітна нержавіюча сталь (французька марка Z3CN20-09M). Цей тест визначав вміст заліза в магістральному трубопроводі за діаграмою Шевлера MC1000 (Schaeffler) і розрізами MC1340, а також проаналізував причини відмінностей у результатах виявлення різними методами. На основі досвіду виробництва магістрального трубопроводу та вмісту RCC-MM3406 було проаналізовано причини збільшення розподілу вмісту заліза в трубопроводі. Узагальнено область застосування методу оцінки вмісту фериту та МС1340, визначення вмісту фериту та метод усунення нерівномірності розподілу фериту в магістральному каналі.
Недоліком відцентрового лиття є обертова рідина металу під дією відцентрової сили, висока щільність елементів, організація має більшу тенденцію до стінки (зовнішньої поверхні відцентрової труби) осадження, а менша щільність, елемент і організація має більша тенденція до міграції на внутрішню поверхню, це явище називається плаваючим відцентровим литтям, зовнішнє явище призведе до сегрегації композиції лиття, наприклад, основної відцентрової труби, аустеніту з нержавіючої сталі, елементів вуглецю, азоту, фосфору та сірки плавати на внутрішній поверхні. поверхні відцентрової трубки, а елементи високої щільності до зовнішньої поверхні відцентрової трубки. У поєднанні з матеріалом відцентрової труби в RCC-M Z3CN20-09M аустеніт одноферритної нержавіючої сталі, включно з вуглецем, азотом, фосфором, сіркою та іншими елементами, щільність набагато нижча, ніж у заліза, заливка металевої сталі в лиття порожнистий процес охолодження (природне охолодження), відцентрова сила до міграції внутрішньої стінки, так що вуглець, азот, фосфор, сірка та інші елементи з появи внутрішньої поверхні збільшуються. Дві групи тестових зразків були відібрані в таблиці 2, а вміст азоту визначали спектроскопічним методом. Результати наведено в таблиці 3, і наведений вище висновок додатково підтверджується.
З металографії та діаграми Шевлера та отриманої з неї діаграми Делонга видно, що вуглець і азот є найвпливовішими елементами, які сприяють утворенню або стабілізації аустеніту. На діаграмі Делонга вуглець і азот у формулі розрахунку еквівалента елемента нікелю становлять 30 відсотків. Зроблено висновок, що збільшення вмісту фериту у відцентровій трубі від внутрішньої стінки до зовнішньої стінки є збільшенням вуглецю та азоту від зовнішньої поверхні до внутрішньої поверхні та внутрішнім спливанням та осадженням виливка відцентрової труби. 2.3 Контроль Компоненти відцентрового лиття У промисловому виробництві компоненти відцентрового лиття часто використовуються для виготовлення виливків з градієнтними властивостями, таких як металеві композитні виливки з високою зносостійкістю внутрішньої поверхні. Крім того, після відцентрового лиття швидке охолодження водяним розпиленням (центрифужна трубка з водяним охолодженням) відцентрова ливарна труба менша, ніж труба відцентрового лиття з повітряним охолодженням, і розподіл заліза є відносно рівномірним. Тестер фериту MP30 використовувався для визначення вмісту заліза на 1/4 внутрішньої поверхні, 1/2 і 1/4 зовнішньої поверхні Yangjiang 1 одиниці. Точка виявлення показана на малюнку 6, а результати наведені в таблиці 4. Згідно з таблицею 4, швидке охолодження розбризкуванням води було прийнято після відцентрового лиття без очевидного збільшення розподілу заліза від внутрішньої водяної стінки до зовнішньої стінки.(3 ) Як видно з металографії та діаграми Делонга, азот подібний до вуглецю, який сприяє утворенню аустеніту або стабільних аустенітних елементів. Під час аналізу складу та контролю основної відцентрової трубчастої печі, окрім відповідності вмісту фериту RCC-MM3406, оціненого за діаграмою Шевлера, необхідно також контролювати азот та інші залишкові елементи. (4) Коли центрифуга з аустенітного фериту з нержавіючої сталі трубка відливається, високотемпературна металева рідина твердне за допомогою відцентрової сили. Оскільки щільність азоту та вуглецю набагато нижча, ніж заліза, він має тенденцію мігрувати до внутрішньої стінки центрифужної трубки, що призводить до сегрегації вмісту фериту через сегрегацію компонентів. Метод контролю складу та сегрегації тканини аустенітно-феритної центрифужної трубки з нержавіючої сталі - центрифугування з водяним охолодженням. У той же час відцентрове лиття створює характеристику сегрегації композиції, яка може виробляти спеціальні вироби та виливки з вимогами до продуктивності.
