Análisis de Grietas en Fundición de Acero

Las inclusiones en el acero fundido durante la fundición son una de las razones importantes de las grietas en las fundiciones de acero. Para reducir las inclusiones en el acero fundido, las operaciones de fundición de desoxidación, desulfuración, eliminación de impurezas y desgasificación deben fortalecerse en el proceso de fundición, y deben tomarse las medidas necesarias en la cuchara detrás del horno, como agregar tierras raras para modificar el Forma de las inclusiones, para reducir la existencia de inclusiones y eliminar mejor las grietas de las piezas fundidas de acero.

1. Tipos y causas de inclusiones en el acero

Las inclusiones en acero se refieren principalmente a inclusiones no metálicas en acero. Generalmente se cree que las inclusiones no metálicas en el acero suelen existir en las siguientes formas: óxidos: F EO, Fe2O3, m no, Al2O3, SiO2, MgO, etc.; sulfuros: m ns, FES, etc.; silicatos: fesio 4, m nsio 4, FeO · a L2O3 · SiO2, etc.; nitruros: AlN, Si3N4, etc.

Las inclusiones no metálicas en el acero provienen de dos aspectos: uno se genera junto con el proceso de fundición, es decir, se agregan productos desoxidantes de ferroaleaciones durante el colado y productos secundarios de oxidación del acero fundido y aire durante el vertido, que se denominan inclusiones endógenas, que son generalmente partículas pequeñas y uniformemente distribuidas en el acero; la otra es traída desde el exterior por diversas razones, que se denominan inclusiones extrañas. Este tipo de inclusiones son en su mayoría de forma irregular, de gran tamaño y distribución desigual, que es la principal causa de grietas y es perjudicial para el acero.

Las inclusiones endógenas se producen principalmente en las siguientes situaciones: ① en el proceso de fundición, los productos desoxidados no se eliminan por completo, o la temperatura desciende durante el proceso de vertido, y los productos desoxidados generados por la reacción continua tardan demasiado en flotar y permanecer en el acero fundido, algunos de ellos existen en la estructura de la matriz del acero con pequeñas partículas, algunos de ellos se reúnen en partículas grandes Al2O3), algunos de ellos existen en el acero en estado de solución sólida (como m no y f EO); ② en el proceso de roscado y vertido, el acero fundido se oxida en contacto con el aire, y el oxígeno se combina con los elementos del acero para formar óxido secundario y permanece en el acero fundido; Durante el proceso de solidificación del acero fundido, FES y FeO con bajo punto de fusión se separan y cristalizan del acero fundido y finalmente precipitan en el límite de grano y entre las dendritas.

Inclusiones extrañas: este tipo de inclusiones son aportadas principalmente por las materias primas, como sedimentos, escorias y escorias protectoras. Los materiales refractarios del sistema de vertido son lavados y grabados por el acero fundido y permanecen en el acero fundido, la mayoría de los cuales son inclusiones de partículas grandes.

Las inclusiones no metálicas se disuelven en el acero fundido o existen solo en el acero fundido a alta temperatura. Sin embargo, con la disminución de la temperatura y el cambio de composición, presión del gas y otras condiciones, las inclusiones originalmente disueltas en el acero fundido se separarán como fases independientes y se juntarán en el límite de grano durante el proceso de cristalización, convirtiéndose en la micro unidad de corte. la conexión de la matriz de acero fundido y la fuente inicial de grietas, por lo tanto, se forma el peligro oculto potencial de grietas.

2. Relación entre las principales inclusiones y fisuras en la fundición de acero y medidas para reducirlas

En las inclusiones no metálicas, la razón principal de las grietas de las piezas fundidas de acero son las inclusiones de sulfuro, que a menudo actúan junto con otros factores para aumentar la tendencia a las fisuras de las piezas fundidas de acero. En el acero fundido, las inclusiones de sulfuro se dividen en tres tipos: tipo I – esférico; tipo II – cadena de puntos como película intergranular; tipo III: ángulo agudo distribuido arbitrariamente. Entre ellas, las inclusiones de clase II son las más dañinas para el acero, la clase III es la segunda y la clase I es la menos. Las inclusiones de sulfuro están relacionadas con el grado de desoxidación y la cantidad de aluminio residual en el acero. Cuando la cantidad de solución sólida de aluminio es baja y la cantidad de oxígeno permanece pequeña, se pueden obtener inclusiones de clase I.

El desoxidante tiene gran influencia en la formación de inclusiones y en las propiedades del acero. El efecto desoxidante del Desoxidante compuesto es mejor que el del Desoxidante simple, porque las inclusiones formadas por el Desoxidante compuesto son grandes y fáciles de flotar y eliminar. Si la desoxidación del acero fundido no es suficiente, es fácil tener porosidad y grietas. Sin embargo, la cantidad de aluminio utilizada para la desoxidación final es suficiente para desoxidar sin que quede, la cantidad de solución sólida de aluminio es baja y la cantidad de oxígeno que queda es pequeña, lo que dará como resultado inclusiones de clase II. Generalmente, la desoxidación excesiva del aluminio dará como resultado inclusiones de clase III. Cabe señalar que si se usa aluminio en exceso, se precipitarán más inclusiones de nitruro de aluminio a lo largo del límite de grano, lo que dará como resultado una fractura frágil "similar a una roca" y el deterioro de las propiedades del acero. Por lo tanto, no es razonable desoxidar con exceso de aluminio. La cantidad de aluminio añadido y el aluminio residual en el acero no debe ser ni demasiado baja ni demasiado alta.

La desoxidación del aluminio es un método ampliamente utilizado para la desoxidación del acero. Generalmente se utilizan dos procesos de desoxidación en la producción industrial, uno agrega el proceso de desoxidación de aluminio y el otro controla el proceso de desoxidación de aluminio. El primero es eliminar completamente el oxígeno disuelto en el acero con aluminio y luego eliminar la inclusión de Al2O3 tanto como sea posible a través de varias formas de agitación; el último consiste en desoxidar aproximadamente solo con silicio manganeso y controlar estrictamente el contenido de aluminio y calcio en el acero, para controlar la composición, propiedad y morfología de la inclusión de óxido precipitada en el acero [3]. La primera tasa de desoxidación del primero es más de 90, y el producto de desoxidación es principalmente Al 2O 3; el segundo se reduce en gran medida y el primer producto de desoxidación es principalmente SiO2.

Las inclusiones extrañas se pueden eliminar de acuerdo con sus fuentes, mientras que las inclusiones endógenas deben controlarse mediante desoxidación y tratamiento con calcio.

En el refinado en cuchara, se soplan más y más pequeñas burbujas de argón en el acero fundido para eliminar los productos de desoxidación primarios.

Para eliminar mejor las inclusiones y reducir las grietas en el acero, se toman las siguientes medidas para la operación de fundición.

(1) Preparar materias primas para evitar inclusiones extrañas.

(2) Adoptar un proceso de fabricación de acero razonable: como adoptar un proceso de distribución de energía y soplado de oxígeno razonable, garantizar una cierta velocidad de descarburación para hacer que las inclusiones floten y mantener buenas condiciones del horno. (3) Se usa un desoxidante compuesto en lugar de un desoxidante simple. (4) Agregar tierras raras en la cuchara después del horno puede cambiar la forma de las inclusiones, reducir las inclusiones y reducir el agrietamiento de las fundiciones de acero.