និយាយអំពីតួនាទីនៃធាតុនីមួយៗនៅក្នុងដែកវណ្ណះពណ៌ប្រផេះ

 

តួនាទីនៃធាតុដែលប្រើជាទូទៅនៅក្នុងដែកវណ្ណះពណ៌ប្រផេះ

1.Carbon និង silicon: កាបូន និង silicon គឺជាធាតុដែលជំរុញយ៉ាងខ្លាំង graphitization ។ សមមូលកាបូនអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្ហាញពីឥទ្ធិពលរបស់វាទៅលើរចនាសម្ព័ន្ធលោហធាតុ និងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃដែកវណ្ណះពណ៌ប្រផេះ។ ការបង្កើនសមមូលកាបូនធ្វើឱ្យប្រឡាក់ក្រាហ្វិចកាន់តែក្រាស់ បង្កើនចំនួន និងការថយចុះកម្លាំង និងរឹង។ ផ្ទុយទៅវិញ ការកាត់បន្ថយសមមូលកាបូនអាចកាត់បន្ថយចំនួនក្រាហ្វិច ចម្រាញ់ក្រាហ្វីត និងបង្កើនចំនួននៃ austenite dendrites បឋម ដោយហេតុនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃដែកវណ្ណះពណ៌ប្រផេះ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការកាត់បន្ថយសមមូលកាបូននឹងនាំឱ្យមានការថយចុះនៃដំណើរការខាស។

2.ម៉ង់ហ្គាណែស៖ ម៉ង់ហ្គាណែសខ្លួនវាគឺជាធាតុដែលរក្សាលំនឹងកាបូនឌីអុកស៊ីត និងរារាំងការធ្វើក្រាហ្វិក។ វាមានប្រសិទ្ធិភាពស្ថេរភាពនិងចម្រាញ់ pearlite នៅក្នុងដែកវណ្ណះពណ៌ប្រផេះ។ នៅក្នុងជួរនៃ Mn = 0.5% ទៅ 1.0% ការបង្កើនបរិមាណម៉ង់ហ្គាណែសគឺអំណោយផលដល់ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវកម្លាំងនិងភាពរឹង។

៣.ផូស្វ័រ៖ នៅពេលដែលមាតិកាផូស្វ័រនៅក្នុងដែកវណ្ណះមានលើសពី ០,០២% ផូស្វ័រ អ៊ីតេទិក អន្តរក្រានីល អាចកើតឡើង។ ភាពរលាយនៃផូស្វ័រនៅក្នុង austenite គឺតូចណាស់។ នៅពេលដែលដែកខាសរឹង ផូស្វ័រ ជាមូលដ្ឋាននៅក្នុងអង្គធាតុរាវ។ នៅពេលដែលការពង្រឹង eutectic ជិតរួចរាល់ សមាសភាពដំណាក់កាលរាវដែលនៅសេសសល់រវាងក្រុម eutectic គឺនៅជិតនឹងសមាសធាតុ eutectic ternary (Fe-2%, C-7%, P) ។ ដំណាក់កាលរាវនេះរឹងនៅប្រហែល 955 ℃។ នៅពេលដែលដែកវណ្ណះរឹងមាំ ម៉ូលីបដិន ក្រូមីញ៉ូម តង់ស្តែន និងវ៉ាណាឌីម ទាំងអស់ត្រូវបានបែងចែកដាច់ដោយឡែកពីគ្នាក្នុងដំណាក់កាលរាវដែលសំបូរទៅដោយផូស្វ័រ ដែលបង្កើនបរិមាណផូស្វ័រ អ៊ីតេទិច។ នៅពេលដែលមាតិកាផូស្វ័រនៅក្នុងដែកវណ្ណះមានកម្រិតខ្ពស់ បន្ថែមពីលើផលប៉ះពាល់ដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់នៃផូស្វ័រ អ៊ីតេទិច ខ្លួនវាក៏នឹងកាត់បន្ថយធាតុយ៉ាន់ស្ព័រដែលមាននៅក្នុងម៉ាទ្រីសដែកផងដែរ ដោយហេតុនេះធ្វើឱ្យឥទ្ធិពលនៃធាតុយ៉ាន់ស្ព័រចុះខ្សោយ។ អង្គធាតុរាវ eutectic ផូស្វ័រ មានក្លិនស្អុយជុំវិញក្រុម eutectic ដែលរឹង និងលូតលាស់ ហើយវាពិបាកក្នុងការបំពេញបន្ថែមកំឡុងពេលរួញរឹង ហើយការសម្ដែងមានទំនោរកាន់តែរួមតូច។

៤.ស្ពាន់ធ័រ៖ វាជួយកាត់បន្ថយភាពរលោងនៃជាតិដែកដែលរលាយ និងបង្កើនទំនោរនៃការដេញឱ្យក្តៅ។ វាគឺជាធាតុបង្កគ្រោះថ្នាក់នៅក្នុងការចាក់។ ដូច្នេះហើយ មនុស្សជាច្រើនគិតថា សារធាតុស្ពាន់ធ័រទាប កាន់តែល្អ។ ជាការពិតនៅពេលដែលមាតិកាស្ពាន់ធ័រគឺ ≤0.05% ដែកវណ្ណះនេះមិនដំណើរការសម្រាប់ inoculant ធម្មតាដែលយើងប្រើនោះទេ។ ហេតុផលគឺថា inoculation រលួយយ៉ាងលឿន ហើយចំណុចពណ៌សច្រើនតែលេចឡើងនៅក្នុងតួ។

5.ទង់ដែង៖ ទង់ដែងគឺជាធាតុយ៉ាន់ស្ព័រដែលត្រូវបានបន្ថែមជាទូទៅបំផុតក្នុងការផលិតដែកវណ្ណះពណ៌ប្រផេះ។ មូលហេតុចំបងគឺថាទង់ដែងមានចំណុចរលាយទាប (1083 ℃) ងាយរលាយ និងមានប្រសិទ្ធិភាពយ៉ាន់ស្ព័រល្អ។ សមត្ថភាពក្រាហ្វិចនៃទង់ដែងគឺប្រហែល 1/5 នៃស៊ីលីកុន ដូច្នេះវាអាចកាត់បន្ថយទំនោរនៃជាតិដែកក្នុងការមានតួពណ៌ស។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ទង់ដែងក៏អាចកាត់បន្ថយសីតុណ្ហភាពដ៏សំខាន់នៃការផ្លាស់ប្តូរ austenite ផងដែរ។ ដូច្នេះទង់ដែងអាចលើកកម្ពស់ការបង្កើត pearlite បង្កើនមាតិកានៃ pearlite និងធ្វើឱ្យ pearlite ស្រស់ថ្លានិងពង្រឹង pearlite និង ferrite នៅទីនោះដោយហេតុនេះបង្កើនភាពរឹងនិងកម្លាំងនៃដែកវណ្ណះ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយបរិមាណទង់ដែងកាន់តែខ្ពស់កាន់តែប្រសើរ។ បរិមាណទង់ដែងដែលសមស្របគឺ 0,2% ទៅ 0,4% ។ នៅពេលបន្ថែមទង់ដែងក្នុងបរិមាណច្រើន ការបន្ថែមសំណប៉ាហាំង និងក្រូមីញ៉ូមក្នុងពេលតែមួយគឺមានគ្រោះថ្នាក់ដល់ដំណើរការកាត់។ វានឹងបណ្តាលឱ្យបរិមាណដ៏ច្រើននៃរចនាសម្ព័ន្ធ sorbite ត្រូវបានផលិតនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធម៉ាទ្រីស។

6.Chromium៖ ឥទ្ធិពលនៃលោហៈធាតុរបស់ក្រូមីញ៉ូមមានភាពរឹងមាំខ្លាំង ភាគច្រើនដោយសារតែការបន្ថែមសារធាតុក្រូមីញ៉ូមបង្កើនទំនោរនៃជាតិដែកដែលរលាយទៅជាសារធាតុពណ៌ស ហើយការខាសគឺងាយនឹងរួញជាហេតុនាំឲ្យមានកាកសំណល់។ ដូច្នេះបរិមាណក្រូមីញ៉ូមគួរតែត្រូវបានគ្រប់គ្រង។ នៅលើដៃមួយ, វាត្រូវបានគេសង្ឃឹមថាដែករលាយមានបរិមាណជាក់លាក់នៃ chromium ដើម្បីបង្កើនកម្លាំងនិងភាពរឹងនៃការសម្ដែង; ម៉្យាងវិញទៀត ក្រូមីញ៉ូមត្រូវបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរ៉ឹងនៅកម្រិតទាប ដើម្បីការពារតួពីការរួមតូច និងបណ្តាលឱ្យមានការកើនឡើងនៃអត្រាសំណល់អេតចាយ។ បទពិសោធន៍បែបបុរាណបានចាត់ទុកថានៅពេលដែលមាតិកាក្រូមីញ៉ូមនៃជាតិដែករលាយមានលើសពី 0.35% វានឹងមានឥទ្ធិពលធ្ងន់ធ្ងរដល់ការបោះចោល។

7. Molybdenum: Molybdenum គឺជាធាតុបង្កើតសមាសធាតុធម្មតា និងជាធាតុរក្សាលំនឹង pearlite ដ៏រឹងមាំ។ វាអាចចម្រាញ់ក្រាហ្វិច។ នៅពេលដែល ωMo<0.8%, molybdenum អាចចម្រាញ់ pearlite និងពង្រឹង ferrite នៅក្នុង pearlite ដោយហេតុនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវកម្លាំងនិងភាពរឹងរបស់ដែកវណ្ណះយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព។

បញ្ហាជាច្រើននៅក្នុងដែកវណ្ណះពណ៌ប្រផេះត្រូវតែត្រូវបានកត់សម្គាល់

1. ការបង្កើនការឡើងកំដៅខ្លាំង ឬការអូសបន្លាយពេលវេលាអាចធ្វើឲ្យស្នូលដែលមានស្រាប់នៅក្នុងរលាយបាត់ ឬកាត់បន្ថយប្រសិទ្ធភាពរបស់វា ដោយកាត់បន្ថយចំនួនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ austenite ។

2.Titanium មានប្រសិទ្ធិភាពក្នុងការចម្រាញ់សារធាតុ austenite បឋមនៅក្នុងដែកវណ្ណះពណ៌ប្រផេះ។ ដោយសារតែ titanium carbides, nitrides និង carbonitrides អាចដើរតួជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ nucleation austenite ។ ទីតានីញ៉ូមអាចបង្កើនស្នូលនៃ austenite និងចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ austenite ។ ម្យ៉ាងវិញទៀត នៅពេលដែលមាន Ti លើសនៅក្នុងដែករលាយ នោះ S នៅក្នុងដែកនឹងមានប្រតិកម្មជាមួយ Ti ជំនួសឱ្យ Mn ដើម្បីបង្កើតជាភាគល្អិត TiS ។ ស្នូលក្រាហ្វិចនៃ TiS មិនមានប្រសិទ្ធភាពដូច MnS ទេ។ ដូច្នេះការបង្កើតស្នូលក្រាហ្វិច eutectic ត្រូវបានពន្យារពេល ដោយហេតុនេះការបង្កើនពេលវេលាទឹកភ្លៀងនៃ austenite បឋម។ វ៉ាណាដ្យូម ក្រូមីញ៉ូម អាលុយមីញ៉ូម និងហ្សីកូញ៉ូម ស្រដៀងទៅនឹងទីតានីញ៉ូម ដែលពួកវាងាយស្រួលក្នុងការបង្កើតជា carbides nitrides និង carbonitrides ហើយអាចក្លាយជាស្នូល austenite ។

មានភាពខុសប្លែកគ្នាយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងឥទ្ធិពលនៃសារធាតុ inoculants ផ្សេងៗលើចំនួននៃចង្កោម eutectic ដែលត្រូវបានរៀបចំតាមលំដាប់ដូចខាងក្រោម៖ CaSi>ZrFeSi>75FeSi>BaSi>SrFeSi ។ FeSi ដែលមាន Sr ឬ Ti មានឥទ្ធិពលខ្សោយលើចំនួននៃ eutectic clusters ។ សារធាតុ Inoculants ដែលមានផ្ទុកនូវសារធាតុកម្រមានឥទ្ធិពលល្អបំផុត ហើយឥទ្ធិពលគឺកាន់តែសំខាន់នៅពេលដែលបន្ថែមជាមួយ Al និង N. Ferrosilicon ដែលមានផ្ទុក Al និង Bi អាចបង្កើនចំនួននៃចង្កោម eutectic យ៉ាងខ្លាំង។

4. គ្រាប់ធញ្ញជាតិនៃការលូតលាស់ symbiotic ពីរដំណាក់កាល graphite-austenite ដែលបង្កើតឡើងដោយមានស្នូលក្រាហ្វិតជាកណ្តាលត្រូវបានគេហៅថា eutectic clusters ។ ការប្រមូលផ្តុំក្រាហ្វិច submicroscopic, ភាគល្អិតក្រាហ្វិចដែលមិនទាន់រលាយសំណល់, មែកធាងក្រាហ្វីតបឋម, សមាសធាតុចំណុចរលាយខ្ពស់ និងការរួមបញ្ចូលឧស្ម័នដែលមាននៅក្នុងដែករលាយ ហើយអាចជាស្នូលនៃក្រាហ្វិចអេតថិចក៏ជាស្នូលនៃចង្កោមអេតថិចផងដែរ។ ដោយសារស្នូល eutectic គឺជាចំណុចចាប់ផ្តើមនៃការលូតលាស់នៃចង្កោម eutectic ចំនួននៃចង្កោម eutectic ឆ្លុះបញ្ចាំងពីចំនួនស្នូលដែលអាចលូតលាស់ទៅជាក្រាហ្វិចនៅក្នុងអង្គធាតុរាវដែក eutectic ។ កត្តាដែលប៉ះពាល់ដល់ចំនួននៃចង្កោម eutectic រួមមានសមាសធាតុគីមី ស្ថានភាពស្នូលនៃដែករលាយ និងអត្រាត្រជាក់។
បរិមាណកាបូននិងស៊ីលីកុននៅក្នុងសមាសភាពគីមីមានឥទ្ធិពលសំខាន់។ កាលណាសមមូលកាបូនកាន់តែជិតទៅនឹងសមាសធាតុ eutectic នោះចង្កោម eutectic កាន់តែច្រើន។ S គឺជាធាតុសំខាន់មួយទៀតដែលប៉ះពាល់ដល់ចង្កោម eutectic នៃដែកវណ្ណះពណ៌ប្រផេះ។ មាតិកាស្ពាន់ធ័រទាបមិនអំណោយផលដល់ការបង្កើនចង្កោម eutectic ទេពីព្រោះស៊ុលហ្វីតនៅក្នុងដែករលាយគឺជាសារធាតុសំខាន់នៃស្នូលក្រាហ្វិច។ លើសពីនេះ ស្ពាន់ធ័រអាចកាត់បន្ថយថាមពលអន្តរមុខ រវាងស្នូលតំណពូជ និងការរលាយ ដូច្នេះស្នូលកាន់តែច្រើនអាចដំណើរការបាន។ នៅពេលដែល W (S) តិចជាង 0.03% ចំនួននៃចង្កោម eutectic ត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង ហើយឥទ្ធិពលនៃ inoculation ត្រូវបានកាត់បន្ថយ។
នៅពេលដែលប្រភាគនៃ Mn ស្ថិតនៅក្នុង 2% នោះ បរិមាណ Mn កើនឡើង ហើយចំនួននៃ eutectic clusters កើនឡើងទៅតាមនោះ។ Nb ងាយស្រួលក្នុងការបង្កើតសមាសធាតុកាបូន និងអាសូតនៅក្នុងដែករលាយ ដែលដើរតួជាស្នូលក្រាហ្វិច ដើម្បីបង្កើនចង្កោម eutectic ។ Ti និង V កាត់បន្ថយចំនួននៃ eutectic clusters ដោយសារតែ vanadium កាត់បន្ថយកំហាប់កាបូន; ទីតានីញ៉ូមចាប់យក S ក្នុង MnS និង MgS យ៉ាងងាយស្រួលដើម្បីបង្កើតជា titanium sulfide ហើយសមត្ថភាព nucleation របស់វាមិនមានប្រសិទ្ធភាពដូច MnS និង MgS ទេ។ N នៅក្នុងដែករលាយបង្កើនចំនួននៃចង្កោម eutectic ។ នៅពេលដែលមាតិកា N តិចជាង 350 x10-6 វាមិនច្បាស់ទេ។ បន្ទាប់ពីលើសពីតម្លៃជាក់លាក់មួយ supercooling កើនឡើង ដោយហេតុនេះបង្កើនចំនួននៃ eutectic clusters ។ អុកស៊ីហ្សែននៅក្នុងជាតិដែករលាយងាយបង្កើតបាននូវការរួមបញ្ចូលអុកស៊ីដផ្សេងៗជាស្នូល ដូច្នេះនៅពេលដែលអុកស៊ីសែនកើនឡើង ចំនួននៃចង្កោម eutectic កើនឡើង។ បន្ថែមពីលើសមាសធាតុគីមី ស្ថានភាពស្នូលនៃការរលាយ eutectic គឺជាកត្តាជះឥទ្ធិពលដ៏សំខាន់មួយ។ ការរក្សាសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងការឡើងកំដៅក្នុងរយៈពេលយូរនឹងធ្វើឱ្យស្នូលដើមបាត់ ឬថយចុះ កាត់បន្ថយចំនួនចង្កោម eutectic និងបង្កើនអង្កត់ផ្ចិត។ ការព្យាបាលដោយ inoculation អាចធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវស្ថានភាពស្នូលនិងបង្កើនចំនួននៃ eutectic clusters ។ អត្រាត្រជាក់មានឥទ្ធិពលជាក់ស្តែងលើចំនួនចង្កោម eutectic ។ ភាពត្រជាក់កាន់តែលឿន ចង្កោម eutectic កាន់តែច្រើន។

5. ចំនួននៃចង្កោម eutectic ឆ្លុះបញ្ចាំងដោយផ្ទាល់ពីកម្រាស់នៃគ្រាប់ធញ្ញជាតិ eutectic ។ ជាទូទៅ គ្រាប់ធញ្ញជាតិល្អអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការនៃលោហៈ។ នៅក្រោមការសន្និដ្ឋាននៃសមាសធាតុគីមីដូចគ្នា និងប្រភេទក្រាហ្វិច នៅពេលដែលចំនួននៃចង្កោម eutectic កើនឡើង កម្លាំង tensile កើនឡើង ដោយសារតែសន្លឹកក្រាហ្វិចនៅក្នុងចង្កោម eutectic កាន់តែល្អនៅពេលដែលចំនួននៃចង្កោម eutectic កើនឡើង ដែលបង្កើនកម្លាំង។ ទោះជាយ៉ាងណា, ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃមាតិកាស៊ីលីកុន, ចំនួននៃក្រុម eutectic កើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង, ប៉ុន្តែកម្លាំងថយចុះជំនួសវិញ; កម្លាំងនៃជាតិដែកកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព superheat (ដល់ 1500 ℃) ប៉ុន្តែនៅពេលនេះចំនួននៃក្រុម eutectic មានការថយចុះយ៉ាងខ្លាំង។ ទំនាក់ទំនងរវាងច្បាប់នៃការផ្លាស់ប្តូរនៃចំនួនក្រុម eutectic ដែលបណ្តាលមកពីការព្យាបាល inoculation រយៈពេលយូរនិងការកើនឡើងនៃកម្លាំងមិនតែងតែមាននិន្នាការដូចគ្នានោះទេ។ កម្លាំងដែលទទួលបានដោយការព្យាបាលដោយ inoculation ជាមួយ FeSi ដែលមាន Si និង Ba គឺខ្ពស់ជាងដែលទទួលបានជាមួយនឹង CaSi ប៉ុន្តែចំនួននៃក្រុម eutectic នៃដែកវណ្ណះគឺតិចជាង CaSi ច្រើន។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃចំនួនក្រុម eutectic ទំនោរនៃការរួញនៃជាតិដែកកើនឡើង។ ដើម្បីបងា្ករការបង្កើតនៃការរួញតូចនៅក្នុងផ្នែកតូចៗចំនួននៃក្រុម eutectic គួរតែត្រូវបានគ្រប់គ្រងនៅក្រោម 300 ~ 400 / cm2 ។

6. ការបន្ថែមធាតុយ៉ាន់ស្ព័រ (Cr, Mn, Mo, Mg, Ti, Ce, Sb) ដែលជំរុញការ cooling supercooling នៅក្នុង graphitized inoculants អាចធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវកម្រិតនៃការ cooling supercooling នៃជាតិដែកសម្ដែង ចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ បង្កើនបរិមាណ austenite និងជំរុញការបង្កើតនៃ pearlite ។ សារធាតុសកម្មលើផ្ទៃបន្ថែម (Te, Bi, 5b) អាចត្រូវបាន adsorbed លើផ្ទៃនៃស្នូលក្រាហ្វិតដើម្បីកំណត់ការលូតលាស់ក្រាហ្វិច និងកាត់បន្ថយទំហំក្រាហ្វិត ដើម្បីសម្រេចបាននូវគោលបំណងនៃការកែលម្អលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចដ៏ទូលំទូលាយ ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវឯកសណ្ឋាន និងបង្កើនបទប្បញ្ញត្តិរបស់អង្គការ។ គោលការណ៍នេះត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងការអនុវត្តការផលិតដែកវណ្ណះដែលមានកាបូនខ្ពស់ (ដូចជាផ្នែកហ្វ្រាំង)។