Zašto sastav fero silicija odlučuje o daljnjim rezultatima
Fero silicij se dodaje rastaljenom metalu u tri svrhe: da ukloni kisik, da prilagodi sadržaj silicija i da utječe na način na koji nastaje ugljik dok se metal skrućuje. Sva tri ovise o kemijskom sastavu legure, a ne o njezinoj cijeni po toni. Dvije serije istog nazivnog stupnja mogu se različito ponašati u loncu ako jedna sadrži više ugljika, više aluminija ili različitu razinu fosfora, a ta se razlika često vidi tek u gotovom odljevku.
Sama oznaka stupnja skraćenica je za nominalni sadržaj silicija: FeSi45, FeSi65, FeSi70, FeSi72 i FeSi75 sadrže otprilike 45, 65, 70, 72 odnosno 75 posto silicija. Ravnotežu čini željezo zajedno s malim, ali odlučujućim količinama ugljika, aluminija, kalcija, mangana, fosfora i sumpora. Kupci bi trebali tretirati nazivnu vrijednost kao početnu točku, a spektar nečistoća kao stvarnu specifikaciju.
Sadržaj silicija: moć deoksidacije i legiranja
Silicij je osnovni legirajući element. Viši stupnjevi silicija kao što je FeSi75 daju veći kapacitet dezoksidacije po toni punjenja, generiraju manji pad temperature u loncu od ekvivalentnog dodavanja silicija s nižim stupnjem i ostavljaju manje zaostalog kisika u čeliku ili željezu. U ljevaonicama željeza silicij također potiče grafitizaciju, tako da odabrana razina izravno utječe na to hoće li se odljevak skrućivati kao sivi ili nodularni ljev.
Niži stupnjevi kao što je FeSi45 odgovaraju-osjetljivim aplikacijama gdje je potreban dodatak silicija skroman i gdje je prihvatljiva malo veća težina punjenja. Pravilo praktične odluke je odrediti najniži stupanj koji zadovoljava metalurški cilj bez prekomjernog -dodavanja silicija, jer višak silicija povećava krtost i može pogoršati obradivost.
Ugljik i aluminij: struktura i nastajanje grafita
Ugljik.Čak je i nekoliko stotinki postotka važno u praksi taljenja s niskim udjelom ugljika. Ugljik u leguri djeluje kao grafitizirajući i može doprinijeti taloženju karbida, što je poželjno u nekim-sivim lijevima otpornim na habanje, ali štetno u nodularnom željezu gdje može ometati stvaranje kvržica. Za obradu nodularnog lijeva prednost se stoga daje vrstama sa strogo kontroliranim niskim ugljikom.
Aluminij.Aluminij je jak dezoksidant i koristan je u proizvodnji mrvljenog čelika, ali nekontrolirana razina u kvaliteti lijevanja uzrokuje rupice, poroznost ispod površine i uključke tipa -troske. Budući da je aluminij teško ukloniti nakon što uđe u talinu, ograničenje specifikacije mora se provoditi kod dobavljača, a ne ispravljati u ljevaonici.
Mangan i sumpor: fluidnost i vruća lomljivost
Mangan i sumpor treba procjenjivati zajedno. Sumpor je štetan sam po sebi: stvara filmove željeznog sulfida niskog tališta na granicama zrna i uzrokuje vruću krtost, koja se pokazuje kao pucanje ili kidanje tijekom skrućivanja i valjanja. Mangan se tome suprotstavlja kombinirajući se sa sumporom kako bi se stvorio sulfid višeg tališta koji je daleko manje štetan, a također poboljšava stanje troske i fluidnost metala u tankim dijelovima.
Praktična implikacija je da je sadržaj mangana u leguri koristan samo u odnosu na količinu sumpora u talini. Kvaliteta s povoljnom ravnotežom mangana i sumpora daje čišći, fluidniji metal za odljevke s tankim-stjenkama, dok nepovoljan omjer ostavlja sumpor bez štete iako vrijednost mangana izgleda prihvatljivo na papiru.
Fosfor: Rizik od krtosti
Fosfor smanjuje žilavost i povisuje prijelaznu temperaturu-u-lomljivost čelika i željeza. U odljevcima i otkivcima koji moraju apsorbirati udarce ili raditi na niskim temperaturama, sadržaj fosfora jedna je od prvih granica koje treba pooštriti, a u ferolegurama s niskim udjelom ugljika fosfor uveden dodatkom ferosilicija često je značajan dio ukupne ravnoteže fosfora. Iz tog razloga dobavljači preciznih komponenti određuju maksimalnu razinu fosfora u leguri umjesto prihvaćanja standardne komercijalne kvalitete.
Usklađivanje stupnja s daljnjom primjenom
| Nizvodna aplikacija | Tipična ocjena | Razlog izbora |
|---|---|---|
| Sivi lijev za cijevi, kućišta i baze strojeva | FeSi65 do FeSi70 | Promiče povoljnu morfologiju grafita i poboljšava vlačnu čvrstoću i toplinsku stabilnost |
| Nodularno željezo za zupčanike, kućišta pumpi i tlačne dijelove | FeSi72 do FeSi75 s niskim ugljikom i aluminijem | Podržava nodulizaciju i izbjegava interferenciju karbida u strukturi grafita |
| Deoksidacija konstrukcijskog i legiranog čelika | FeSi65 do FeSi75 | Visoka učinkovitost deoksidacije s kontroliranim gubitkom temperature u loncu |
| Troškovno{0}}osjetljiva opća proizvodnja čelika | FeSi45 | Niži trošak po toni legure gdje je prihvatljiva veća težina punjenja |
| Proizvodnja obojenih metala i specijalnih legura | FeSi75 visoke čistoće | Za čistoću nizvodnog proizvoda potreban je nizak sadržaj tramp elementa |
| Čelik gdje je važna udarna žilavost ili rad na niskim temperaturama | Bilo koji stupanj sa strožim ograničenjem fosfora | Fosfor ograničava žilavost, tako da je granica važnija od nominalne količine silicija |
Specifikacija i ulazna inspekcija
Kontrola sastava funkcionira samo ako je specifikacija napisana u smislu elemenata koji su stvarno bitni i ako se svaka isporuka provjerava prema njoj.
Navedite silicij kao raspon s maksimalnim rasponom, a ne kao jedan minimum, tako da uzastopne serije ostanu međusobno zamjenjive u talini.
Postavite eksplicitne maksimume za ugljik, aluminij, fosfor i sumpor i navedite odnosi li se svako ograničenje na analizu serije ili na prosjek isporuke.
Provjerite raspodjelu veličine čestica gdje se materijal koristi za kasnu inokulaciju ili za punjenje žice, budući da se fine frakcije otapaju drugačije od grubih grudica.
Zadržite uzorak svake isporuke i usporedite svaku novu analizu s tekućim prosjekom prethodnih serija; pomaknuti prosjek signalizira promjenu u dobavljačevoj praksi sirovina ili peći prije nego što postane pritužba kupca.
Unaprijed se dogovorite o tome kako se postupa s nesukladnom serijom, uključujući referentnu metodu koja će se koristiti ako je rezultat sporan.
Ako se postupa na ovaj način, sastav fero silicija prestaje biti certifikat koji se arhivira i postaje poluga za kvalitetu lijevanja: stupanj se bira za metalurški posao, postavljaju se ograničenja nečistoća za način kvara koji je bitan, a svaka se isporuka provjerava u odnosu na oba.
Često postavljana pitanja
P: Daje li viši stupanj silicija uvijek bolje rezultate?
Ne uvijek. Viši stupnjevi silicija daju veću snagu dezoksidacije po toni, ali prekomjerno-dodavanje silicija povećava krtost i može oštetiti obradivost. Točan stupanj je onaj najniži koji doseže metalurški cilj.
P: Zašto je aluminij problem ako je deoksidans?
Nekontrolirani aluminij u vrsti lijevanja uzrokuje rupice, podpovršinsku poroznost i inkluzije, a vrlo ga je teško ukloniti kada se nađe u talini. Mora biti ograničen kod dobavljača legure.
P: Kako mangan i sumpor međusobno djeluju u fero siliciju?
Mangan fiksira sumpor kao sulfid s višim talištem umjesto da dopušta stvaranje filmova niskog tališta željeznog sulfida na granicama zrna. Ravnoteža mangana i sumpora stoga je značajnija od same brojke mangana.
P: Zašto proizvođači nodularnog željeza inzistiraju na fero siliciju s niskim udjelom ugljika?
Ugljik u leguri može pospješiti taloženje karbida i ometati sferoidizaciju grafita. Kontrolirana niska razina ugljika štiti stvaranje kvržica kod obrade nodularnog lijeva.
P: Kada sadržaj fosfora postaje kritičan?
Kad god je potrebna žilavost ili rad na niskim temperaturama. Fosfor podiže temperaturu prijelaza iz-u-lomku, pa je za-kritične komponente potrebno strože ograničenje fosfora u leguri.
P: Kako treba potvrditi isporuku?
Analizom silicija, ugljika, aluminija, fosfora i sumpora prema dogovorenoj specifikaciji, zajedno s provjerama veličine čestica gdje je relevantno i zadržavanjem zapečaćenog uzorka za svaku isporuku.
