A 42 CrMo gyűrűs tuskó szervezeti jellemzői Az 1. ábra a megszilárdult szövet számítógépes numerikus szimulációja függőleges centrifugális öntéssel 480 rad/s öntési sebességgel, 1500 fokos öntési hőmérséklettel, 1000 mm-es öntvény külső átmérőjével, 360 mm belső átmérő és az öntöttvízhűtés folyamatparaméterei. 4. ábra Amint az ábrán látható, a gyűrű alakú öntvény külső fala egy egyenletes finom izopaxiális kristályterület. Az öntvény belsejében a szemcse a finom izopaxiális kristályból a vastag oszlopos kristályrégióba változik, és az oszlopos kristály egyre nagyobb és nagyobb. Ennek oka az ötvözet a centrifugális öntvény megszilárdulásának folyamatában, amikor a fémfolyadék az öntvénybe kerül, a fal lehűlése, az induló csomó, a kristályszilárdulás, a kristályos látens hő merőleges az öntvényfalra, folyamatos kifelé irányuló hőleadás, így a fém a centrifugális öntési folyamat megszilárdulásakor, mert az öntőfal hideg, az öntvényfal pedig hideg, de vízpermetezés, amikor a magas hőmérsékletű fém találkozik az alacsony hőmérsékletű öntőfallal, a fémfal közelében erős hűtőhatás miatt nagy túlhűtési fok és nagyszámú heterogén mag. Ezek a magok hidegen megolvadnak a denditnövekedés során, a kristályosodás irányítatlan hőleadása következtében, és sok mag blokkolja egymást, így a kör alakú öntvényfal közelében apró, axiális kristályszerveződés alakul ki a növekedéssel. a megszilárdulási vastagság és a stabil megszilárdulási héjképződés, szemcse közvetlenül, a finom tengelyirányú kristály felületén néhány szemcse az alapnövekedéshez, az oszlopos kristályterület külső és belső növekedéséből fejlődött ki. A koagulációs réteg gáthűtésének köszönhetően az ötvözet folyadékhűtési sebessége csökken, ami alacsonyabb ötvözet megszilárdulási sebességet eredményez, a centrifugális öntési folyamat ötvözetfolyadékát főként az egydimenziós hűtési hőmérséklet szabályozza, jelenleg az egyirányú hőelvezetési feltételek a szilárd-folyadék határfelület, egyirányú hőáramlás hatására az ötvözet a radiális gyűrűöntvény növekedése mentén, így az 1. ábra (b) területoszlopában alakul ki. A szelektív növekedésnek köszönhetően az oszlopkristály fejlődésében minél távolabb kerül a faltól a kedvezőtlen kristályok, annál inkább kiszűrik az oszlopos kristály irányát, és minél nagyobb a szemcse mérete, mivel ábrán látható (c).
3 A makroszkopikus szegregáció okai 3.1. A centrifugális öntvény megszilárdulása során a forgó fémfolyadék a radiális centrifugális erőnek és függőlegesen, valamint egyenesen lefelé irányuló gravitációnak van kitéve. A centrifugális erő arányos a forgási sugárral és arányos a forgási szögsebesség négyzetével:
F távol van m2r-től
ahol: F a fémfolyadék centrifugális ereje; m a fémfolyadék tömege; ez az öntvény forgási szögsebessége. A gravitációs térben a gravitációs gyorsuláshoz hasonlóan a fémfolyadéknak is centrifugális gyorsulása lesz a forgó centrifugális erőtérben.3.2 Összetételi szegregáció A 42 CrMo gyűrűöntvény centrifugális öntéséhez az oldott anyag atomjainak újraeloszlása a megszilárdulási hőmérséklettel, ill. a szilárd fázis és a folyékony fázis eredeti összetétele. Így az ötvözet összetételében drasztikus változásokhoz vezet. A p makroszkopikus szegregációs egyenlet szerint az ötvözet áramlásának átlagos sebessége és a megszilárdulási hűtési sebessége a makroszkopikus torzítás
u 1
Az elemzés játssza a főszerepet. Ha az eredménye 1, nincs szegregáció. A centrifugális erő hatására áramlási sebessége felgyorsul, amikor az ötvözetfolyadék áramlási sebessége v. Ellentétben az u megszilárdulási sebesség irányával, a folyadék a kétfázisú tartomány meleg végétől a hideg vég felé áramlik, azaz , a kevesebb oldott anyagot tartalmazó belső áramlástól az oldott anyagban gazdag terület gyökeréig, negatív szegregációt okozva, egyébként pedig pozitív szegregációt produkálva vissza. Ebben a vizsgálatban az ötvözetelemek hatására a króm erős affinitást mutat a szénnel, ami csökkenti a szén diffúziós sebességét, megnöveli a túlhűtött ausztenit bomlás inkubációs idejét, és lelassítja a megszilárdulási sebességet, ezáltal szegregációt generál.3.3 Réteg szegregáció. A 4. ábra az öntött axiális szakaszon a fémfolyadék áramlásának sematikus diagramja. Amikor az ötvözet folyadékot az öntött, a fém folyadék formájában az áramlás axiális áramlás, mozgás, nevezetesen az első réteg fém folyadék ① nem axiális áramlás, mivel a hőmérséklet csökkenése, az áramlási sebesség, kicsi, a sebesség az első patak ② áramlását és azon túl az első áramlást, áramlást, és így tovább, a hőmérséklet megszilárdulásának feltételei, például a hőmérséklet, a sebesség és a szöveti különbségek miatt, koncentrikus gyűrűk formájában.
3.4 Intézkedések a szegregáció csökkentésére A makro szegregáció csökkentésére irányuló intézkedések a következők: ① Válassza ki a megfelelő öntési sebességet, hogy az ötvözetfolyadék
Megfelelő áramlási sebesség. ② Adja hozzá az inkubációs szert az ötvözetfolyadék megszilárdulási folyamatához a megszilárdulás felgyorsítása érdekében. ③ A szilárd-folyadék kétfázisú terület megszilárdulási idejének lerövidítésére és a megszilárdulás hűtési idejének növelésére használja a megfelelő hűtési módszert. amennyire csak lehetséges.
Cu-17Ni-3Al-X ötvözetből készült Cu-17Ni-3Al-X rézötvözet szöveti jellemzői és makroelemzése 265 mm külső körátmérővel, vastagsággal körülbelül 50 mm-es és 125 mm-es magasságúak centrifugális öntési módszerrel készültek. A rézötvözet öntvények szöveti jellemzőit és makroszegregációját metallográfiával és elektronikus szondával vizsgáltuk. Az eredmények azt mutatják, hogy az öntvényben kétféle izoaxiális kristály és hengeres kristály található, amelyek az öntvény külső falában és belső falában, valamint az öntvény közepén és az öntvény belső falához közeli területen oszlanak el. . A fő kombinációban a Cu, Ni és Al arany elemek enyhe makroszkópikus szegregációt mutattak az öntvény radiális és axiális iránya mentén, de még mindig az ötvözet tervezési tartományán belül voltak.2 Vizsgálati eredmények 2.1 Az öntvény szöveti jellemzői A tipikus Az öntvény makroszkopikus szöveti jellemzői a 2. ábrán láthatók. Az ábráról látható, hogy az öntvény makroszkopikus szöveti morfológiája szimmetrikus az öntvény mentén; az öntvény makroszkopikus felépítése négy nyilvánvalóan különböző területre osztható: az öntvény külső falának finom izoaxiális zónája (①, az öntettel párhuzamosan (ID, durva izoaxiális zóna (II) az öntvény belső fala közelében), IV az öntvény belső falához közel. Ennek a 4 régiónak a szervezeti jellemzőit az 1. táblázat tartalmazza.
Ennek oka, hogy a fémolvadék áramlása és az oldott atomok újraeloszlása nem okoz drasztikus változásokat az ötvözet összetételében. A makroszkopikus szegregáció diszkrimináns képlete szerint a makroszkopikus szegregáció megszüntetésének feltételei:
v / u / ( 1)
Az ötvözet meghatározásakor a dendritben a folyadékáramlás átlagos sebességét és az ötvözet megszilárdulási sebességét határozzuk meg u. A megszilárdult és összehúzott ötvözet esetében, ha a folyadékáramlás átlagos sebessége a dendritben és az ötvözet megszilárdulási sebessége ellentétes irányú, minél kisebb a folyadékáramlás átlagos sebessége és minél nagyobb, annál kedvezőbb a csökkentése. makroszkopikus szegregáció. A centrifugális öntés során a centrifugális erő és a coridián erő áramlási sebessége általában felgyorsul, ami nem kedvez a makroszkopikus szegregáció gátlásának. Ebben a tanulmányban azonban, mivel a fő összetevők a réz és a nikkel, az olvadékban lévő sűrűségkülönbségük nagyon kicsi, emellett a centrifugális öntési vízhűtés hatékonyan finomítja a dendritet, javítja az ötvözet megszilárdulási sebességét, különösen azért, mert a falvastagság az öntvénydarab (körülbelül 55 mm) hatékonyan gátolja az olvadék áramlását, így kiküszöböli vagy csökkenti az öntvény makroszkopikus szegregációjának célját.
Az RCC-M előírásai szerint a CPR1000 reaktoros nyomottvizes reaktoros atomerőmű nukleáris szigetének fővezetékének anyaga ausztenit rozsdamentes acél (francia Z3CN20-09M márka). Ez a teszt az MC1000 shevler diagram (Schaeffler) és az MC1340 metszet alapján határozta meg a fővezeték vastartalmát, és elemezte a különböző módszerek kimutatási eredményei közötti eltérések okait. A fővezeték gyártási tapasztalatai és az RCC-MM3406 tartalom alapján elemeztem a vezeték vastartalmának növekvő eloszlásának okait. Összefoglaljuk a ferrittartalom és az MC1340 mérési módszerének alkalmazási körét, a ferrittartalom meghatározását, valamint a ferrit egyenetlen eloszlásának megszüntetését a főcsatornában.
A centrifugális öntés hátránya a forgó fémfolyadék centrifugális erő hatására, az elemek nagy sűrűsége, a szervezettség nagyobb tendencia a falra (a centrifugális cső külső felületére) történő lerakódásra, valamint a kisebb sűrűség, elem és szervezet nagyobb tendencia a belső felületre vándorlásban, ezt a jelenséget centrifugális öntvény lebegésnek nevezik, külső jelenség, amely az öntvény összetételének elkülönülését eredményezi, például a fő centrifugális cső ausztenit rozsdamentes öntvény, szén, nitrogén, foszfor és kén elemek lebegnek a belső felületen a centrifugális cső felületére, és nagy sűrűségű elemeket a centrifugálcső külső felületére. Az RCC-M Z3CN20-09M ausztenit-one ferrit rozsdamentes acél anyagával kombinálva, beleértve a szenet, a nitrogént, a foszfort, a ként és más elemeket, a sűrűség sokkal kisebb, mint a vasé, öntött fémacél üreges hűtési folyamat (természetes hűtés), a centrifugális erő hatására a belső falra vándorol, így a belső felület megjelenéséből származó szén, nitrogén, foszfor, kén és egyéb elemek megnövekednek. A vizsgálati minták két csoportját választottuk ki a 2. táblázatban, a nitrogéntartalmat pedig spektroszkópiai módszerrel határoztuk meg. Az eredményeket a 3. táblázat tartalmazza, és a fenti következtetést tovább erősítjük.
A metallográfiából és a Schevler-diagramból, valamint az abból levezetett DeLong-diagramból látható, hogy a szén és a nitrogén a leginkább befolyásoló elemek, amelyek elősegítik az ausztenit kialakulását vagy stabilizálását. A DeLong diagramban a szén és a nitrogén a nikkelegyenérték számítási képlet elemében 30 százalék. Arra a következtetésre jutottak, hogy a centrifugális csőben a ferrittartalom növekedése a belső faltól a külső fal felé a szén és a nitrogén mennyiségének növekedése a külső felületről a belső felület felé, valamint a centrifugális csőöntvény belső lebegése és ülepedése.2.3 Szabályozás centrifugális öntvény alkatrészek Az ipari termelésben a centrifugális öntvény alkatrészeket gyakran használják gradiens tulajdonságokkal rendelkező öntvények, például nagy kopásállóságú fémkompozit öntvények előállítására a belső felületen. Ezenkívül a centrifugális öntés után a vízpermetes gyorshűtés (vízhűtéses centrifugacső) centrifugális öntőcső kisebb, mint a léghűtéses centrifugális öntőcső, és a vas eloszlása viszonylag egyenletes. A Yangjiang 1 egység belső felületének 1/4, külső felületének 1/2 és 1/4 vastartalmának meghatározására MP30 ferrit tesztert használtunk. A kimutatási pont a 6. ábrán, az eredmények pedig a 4. táblázatban láthatók. A 4. táblázat szerint a vízpermetezéses gyors hűtést centrifugális öntést követően alkalmazták anélkül, hogy nyilvánvalóan megnövekedett volna a vas eloszlása a belső vízfaltól a külső falig.(3) ) Amint a metallográfiából és a DeLong diagramból látható, a nitrogén hasonló a szénhez, ami elősegíti az ausztenit vagy stabil ausztenit elemek képződését. A fő centrifugálcsöves kemence összetétel-elemzése és szabályozása során amellett, hogy az RCC-MM3406 Shevler-diagrammal értékelt ferrittartalma megfelel, a nitrogént és más maradék elemeket is ellenőrizni kell.(4) Amikor az ausztenit ferrit rozsdamentes acél centrifuga. A csövet öntik, a magas hőmérsékletű fémfolyadék centrifugális erő hatására megszilárdul. Mivel a nitrogén és a szén sűrűsége jóval kisebb, mint a vasé, hajlamos a centrifugacső belső falára vándorolni, ami a komponensek szegregációja miatt a ferittartalom szétválásához vezet. Az ausztenit-ferrit rozsdamentes acél centrifugacső összetételének és szöveti szegregációjának szabályozására szolgáló módszer a vízhűtéses centrifugálás. A centrifugális öntéssel ugyanakkor az összetétel-szegregáció jellemzője is létrejön, amivel speciális, teljesítménykövetelményekkel rendelkező termékeket és öntvényeket lehet előállítani.
