Organisatoriske karakteristika af 42 CrMo ring billet Figur 1 er den numeriske computersimulering af det størknede væv ved den vertikale centrifugalstøbning ved en støbehastighed på 480 rad/s, støbetemperaturen på 1500 grader, den ydre diameter af støbningen på 1000 mm, indvendig diameter på 360 mm og procesparametrene for den støbte vandkøling. Figur 4. Som det kan ses af figuren, er den ydre væg af den ringformede støbning et ensartet fint isopaksialt krystalområde. I det indre af støbningen ændres kornet fra den fine isopaksiale krystal til den tykke søjleformede krystalregion, og den søjleformede krystal bliver større og større. Dette skyldes legeringen i processen med centrifugalstøbning, når metalvæsken ind i støbningen, afkøling af væggen, startknude, krystalstørkning, krystallinsk latent varme er vinkelret på den støbte væg kontinuerlig udadgående varmeafledning, så metal til indstillingen i størkningen af centrifugalstøbeprocessen, fordi støbevæggen er kold, og støbevæggen er kold, men vandsprøjtning, når højtemperaturmetal møder lavtemperaturstøbevæggen, nær metalvæggen ved stærk køleeffekt, producerer stor overkølingsgrad og et stort antal heterogene kerne. Disse kerne i kold smelter i dendit vækst, på grund af varmeafledning af krystallisation uden retningsbestemt, og en masse, kerne blokerer hinanden fortsætter med at vokse op, så tæt på den cirkulære støbning vægområdet danner lille, aksial krystal organisation, med stigningen af størkning tykkelse og stabil størkning shell dannelse, korn direkte, ved overfladen af fine aksiale krystal nogle korn for basen vækst, udviklet fra udadgående og indre vækst af søjleformet krystal område. På grund af koagulationslagets barriereafkøling reduceres legeringsvæskens kølehastighed, hvilket resulterer i lavere legeringsstørkningshastighed, centrifugalstøbningsprocesslegeringsvæske styres hovedsageligt af den endimensionelle køletemperatur, på dette tidspunkt envejs varmeafledningsbetingelser kl. faststof-væske-grænsefladen, under påvirkning af envejs varmestrøm, legeringen langs den radiale ringstøbningsvækst, således dannet i figur 1 (b) områdesøjle. På grund af den selektive vækst, i udviklingen af den søjleformede krystal, jo længere afstanden er fra væggen, jo mere elimineres de ugunstige krystaller, jo mere koncentreret retningen af søjlekrystallen, og jo større er kornets størrelse, da vist i figur 1 (c).
3 Årsager til makroskopisk adskillelse 3.1 Under størkningen af centrifugalstøbningen udsættes den roterende metalvæske for den radiale centrifugalkraft og lodret, og den lige nedadgående tyngdekraft. Centrifugalkraften er proportional med rotationsradius og proportional med kvadratet af vinkelrotationshastigheden:
F er væk fra m2r
Hvor: F er centrifugalkraften af metalvæsken; m er massen af metalvæsken; det er kastets roterende vinkelhastighed. Som ved tyngdeaccelerationen i gravitationsfeltet vil metalvæsken have en centrifugalacceleration i det roterende centrifugalkraftfelt.3.2 Sammensætningsadskillelse Ved centrifugalstøbning af 42 CrMo ringstøbning vil omfordelingen af de opløste atomer ske med størkningstemperaturen og den oprindelige sammensætning af den faste fase og den flydende fase. Det fører således til drastiske ændringer i legeringssammensætningen. Ifølge den makroskopiske adskillelsesligning p er gennemsnitshastigheden af legeringsstrømmen og dens størkningskølehastighed den makroskopiske bias
u 1
Analyse spiller hovedrollen. Når resultatet er 1, ingen adskillelse. På grund af virkningen af centrifugalkraften accelereres dens strømningshastighed, når legeringsvæskens strømningshastighed v. I modsætning til størkningshastighedsretningen u strømmer væsken fra den varme ende af tofaseområdet til den kolde ende, dvs. , fra det indre flow med mindre opløst stof til roden af det opløste stofrige område, hvilket producerer negativ segregation og ellers frembringer positiv segregation tilbage. I denne undersøgelse, under påvirkning af legeringselementer, har krom en stærk affinitet med kulstof, hvilket reducerer diffusionshastigheden af kulstof, øger inkubationsperioden for underafkølet austenitnedbrydning og sænker størkningshastigheden, hvilket genererer segregation.3.3 Lagsegregering Figur 4 er et skematisk diagram af metalvæskestrømmen på den støbte aksiale sektion. Når legeringsvæsken ind i støbningen, metalvæsken i form af strømmen af aksial strømning, bevægelse, nemlig det første lag af metalvæske ① gør aksial strømning, på grund af temperaturreduktionen, strømningshastigheden, lille, hastigheden af den første strøm ② strømning og ud over den første strømning, strømning og så videre, på grund af betingelserne for størkning af temperatur, såsom temperatur, hastighed og vævsforskel, dannet i form af koncentriske ringe.
3.4 Foranstaltninger til at reducere segregation Tiltagene til at reducere makrosegregation er: ① Vælg den passende støbehastighed, så legeringsvæsken har
En passende strømningshastighed.② Tilsæt inkubationsmidlet i størkningsprocessen af legeringsvæsken for at fremskynde størkningen.③ Tag den passende afkølingsmetode for at forkorte størkningstiden for det fast-væske tofasede område og øge størkningskøletiden så langt som muligt.
Vævskarakteristika og makro-seanalyse af Cu-17Ni-3Al-X legeringsstøbning af Cu-17Ni-3Al-X kobberlegering med ydre cirkeldiameter på 265 mm, tykkelse 50 mm og en højde på 125 mm blev fremstillet ved centrifugalstøbemetoden. Vævskarakteristika og makro-segregation af kobberlegeringsstøbning blev undersøgt ved metallografi og elektronisk sonde. Resultaterne viser, at der er to former for isoaksial krystal og cylindrisk krystal i støbningen, som er fordelt i ydervæggen og indervæggen af støbegodset og fordelt i midten af støbningen og området nær støbningens indervæg. . I hovedkombinationen udviste guldelementerne Cu, Ni og Al let makroskopisk adskillelse langs støbningens radiale og aksiale retninger, men var stadig inden for legeringens designområde.2 Testresultater 2.1 Støbningens vævskarakteristika Den typiske makroskopiske vævskarakteristika for støbningen er vist i figur 2. Det kan ses af figuren, at den makroskopiske vævsmorfologi af støbningen er symmetrisk langs støbningen; den makroskopiske organisering af støbningen kan opdeles i fire åbenlyst forskellige områder: den fine isoaksiale zone af ydervæggen af støbegodset (①, parallelt med støbningen (ID, grov isoaksial zone (II) nær den indvendige væg af støbningen), IV nær enden af støbningens indervæg). De organisatoriske karakteristika for disse 4 regioner er vist i tabel 1.
Årsagen er, at strømmen af metalsmeltning og omfordelingen af opløste atomer ikke forårsager drastiske ændringer i legeringssammensætningen. Ifølge den diskriminerende formel for makroskopisk adskillelse er betingelserne for at eliminere makroskopisk adskillelse:
v / u / ( 1)
Når legeringen er bestemt, bestemmes middelhastigheden af væskestrømmen i dendritten og legeringens størkningshastighed u. For den størknede og sammentrukne legering gælder det, at når gennemsnitshastigheden af væskestrømmen i dendritten og legeringens størkningshastighed er i den modsatte retning, jo mindre væskestrømmens gennemsnitshastighed er og jo større, jo mere fordelagtigt er det at reducere makroskopisk adskillelse. Under centrifugalstøbning accelereres strømningshastigheden af centrifugalkraften og coridiankraften generelt, hvilket er ugunstigt for at hæmme makroskopisk adskillelse. Men i denne undersøgelse, fordi hovedkomponenterne er kobber og nikkel, er deres densitetsforskel i smelten meget lille, desuden kan centrifugalstøbning af vandkøling effektivt forfine dendritten, forbedre legeringens størkningshastighed, især fordi vægtykkelsen på støbeemnet (ca. 55 mm) kan effektivt hæmme smeltestrømmen for at eliminere eller reducere formålet med makroskopisk adskillelse af støbningen.
I henhold til kravene i RCC-M er materialet i hovedrørledningen på den nukleare ø CPR1000 reaktor trykvandsreaktor atomkraftværk austenit rustfrit stål (fransk mærke Z3CN20-09M). Denne test bestemte jernindholdet i hovedrørledningen i henhold til MC1000 shevler-diagrammet (Schaeffler) og MC1340 sektionerne og analyserede årsagerne til forskellene i detekteringsresultaterne for forskellige metoder. Baseret på fremstillingserfaringen af hovedrørledningen og indholdet af RCC-MM3406 blev årsagerne til den stigende fordeling af jernindholdet i rørledningen analyseret. Omfanget af anvendelsen af metoden til vurdering af ferritindhold og MC1340, bestemmelse af ferritindhold og metoden til at eliminere den ujævne fordeling af ferrit i hovedkanalen er opsummeret.
Ulempen ved centrifugalstøbning er den roterende metalvæske under påvirkning af centrifugalkraft, høj tæthed af elementer, organisation har en større tendens til væggen (den ydre overflade af centrifugalrøret) aflejring, og den mindre tæthed, element og organisation har en større tendens til at migrere til den indre overflade, dette fænomen kaldes centrifugalstøbning flydende, eksternt fænomen, vil få støbesammensætningen til at adskille, såsom hovedcentrifugalrør austenit rustfri støbning, kulstof, nitrogen, fosfor og svovlelementer til at flyde på den indre overfladen af centrifugalrøret, og højdensitetselementer til den ydre overflade af centrifugalrøret. Kombineret med materialet i centrifugalrøret i RCC-M Z3CN20-09M austenit one ferrit rustfrit stål, inklusive kulstof, nitrogen, fosfor, svovl og andre grundstoffer, er tætheden langt lavere end jern, der hælder metalstål i støbning hul afkølingsproces (naturlig afkøling), ved centrifugalkraften til den indre vægs migration, således at kulstof, nitrogen, fosfor, svovl og andre elementer fra udseendet af den indre overflade øges. To grupper af testprøver blev udvalgt i tabel 2, og nitrogenindholdet blev bestemt ved spektroskopisk metode. Resultaterne er vist i tabel 3, og ovenstående slutning bekræftes yderligere.
Det kan ses fra metallografi og Schevler-diagrammet og DeLong-diagrammet afledt af det, at kulstof og nitrogen er de mest indflydelsesrige elementer, der fremmer dannelsen eller stabiliseringen af austenit. I DeLong-diagrammet er kulstof og nitrogen i elementet nikkelækvivalent beregningsformel 30 procent. Det konkluderes, at stigningen i ferritindholdet i centrifugalrøret fra den indvendige væg til den ydre væg er stigningen af kulstof og nitrogen fra den ydre overflade til den indre overflade og den indre flydning og sedimentering af centrifugalrørsstøbningen.2.3 Kontrol af centrifugale støbekomponenter I industriel produktion anvendes centrifugale støbekomponenter ofte til fremstilling af støbegods med gradientegenskaber, såsom metalkompositstøbegods med høj slidstyrke på den indvendige overflade. Efter centrifugalstøbning er vandspray-hurtigkøling (vandkølet centrifugerør) centrifugalstøberør mindre end luftkølingscentrifugalstøberøret, og fordelingen af jern er relativt ensartet. MP30 ferrit tester blev brugt til at bestemme jernindholdet ved 1/4 af den indre overflade, 1/2 og 1/4 af den ydre overflade af Yangjiang 1 enhed. Detektionspunktet er vist i figur 6, og resultaterne er vist i tabel 4. I henhold til tabel 4 blev vandsprøjtning hurtig afkøling anvendt efter centrifugalstøbning uden tydeligt stigende jernfordeling fra den indvendige vandvæg til ydervæggen.(3 ) Som det fremgår af metallografi og DeLong-diagram, ligner nitrogen kulstof, hvilket fremmer dannelsen af austenit eller stabile austenitelementer. I sammensætningsanalysen og kontrollen af hovedcentrifugalrørsovnen skal der, udover at opfylde ferritindholdet i RCC-MM3406 vurderet ved shevler-diagram, også kontrolleres nitrogen og andre resterende elementer.(4) Når austenitferrit rustfri stålcentrifuge røret støbes, højtemperatur-metalvæsken størkner ved centrifugalkraft. Fordi tætheden af nitrogen og kulstof er langt lavere end jern, har det en tendens til at migrere til den indvendige væg af centrifugerøret, hvilket fører til adskillelse af feritindhold på grund af adskillelse af komponenter. Metoden til at kontrollere sammensætningen og vævsadskillelsen af austenit-ferrit rustfrit stål centrifugerør er vandkølet centrifugering. Samtidig producerer centrifugalstøbning karakteristikken af sammensætningsadskillelse, som kan producere specielle produkter og støbegods med ydeevnekrav.
