Organisatorische kenmerken van 42 CrMo-ringstaaf Figuur 1 is de computernumerieke simulatie van het gestolde weefsel door het verticale centrifugaal gieten met een gietsnelheid van 480 rad / s, de giettemperatuur van 1500 graden, de buitendiameter van het gietstuk van 1000 mm, de binnendiameter van 360 mm en de procesparameters van de gegoten waterkoeling. Figuur 4. Zoals te zien is in de figuur, is de buitenwand van het ringvormige gietstuk een uniform fijn isopaxiaal kristalgebied. In het inwendige van het gietstuk verandert de korrel van het fijne isopaxiale kristal in het dikke kolomvormige kristalgebied en het kolomvormige kristal wordt steeds groter. Dit komt door de legering tijdens het stollen van centrifugaal gieten, wanneer de metaalvloeistof in het gietstuk, de afkoeling van de wand, startknoop, kristalstolling, kristallijne latente warmte loodrecht op de gegoten wand staat, continue naar buiten gerichte warmteafvoer, dus de metaal naar de setting tijdens het stollen van het centrifugaalgietproces, omdat de gietmuur koud is en de gegoten muur koud is, maar water sproeit, wanneer metaal op hoge temperatuur de gietmuur van lage temperatuur ontmoet, nabij de metalen wand door een sterk koelend effect, produceren grote onderkoelingsgraad en een groot aantal heterogene kernen. Deze kern in koude smelting in dendietgroei, als gevolg van de warmtedissipatie van kristallisatie zonder richting, en veel kernblokken blijven elkaar opgroeien, dus vormen nabij het cirkelvormige gietwandgebied een kleine, axiale kristalorganisatie, met de toename van stollingsdikte en stabiele vorming van stollingsschalen, korrel direct, door het oppervlak van fijn axiaal kristal wat korrel voor de basisgroei, ontwikkeld vanuit de buitenwaartse en interne groei van het kolomvormige kristalgebied. Door de barrièrekoeling van de coagulatielaag wordt de koelsnelheid van de legeringsvloeistof verminderd, wat resulteert in een lagere legeringsstollingssnelheid, centrifugaalgietproces legeringsvloeistof wordt voornamelijk geregeld door de eendimensionale koeltemperatuur, op dit moment eenrichtingswarmtedissipatiecondities bij de vast-vloeibare interface, onder invloed van eenrichtingswarmtestroom, de legering langs de radiale ringgietgroei, aldus gevormd in figuur 1 (b) gebiedskolom. Vanwege de selectieve groei, in de ontwikkeling van het zuilvormige kristal, hoe verder de afstand tot de wand, hoe meer de ongunstige kristallen worden geëlimineerd, hoe geconcentreerder de richting van het zuilvormige kristal en hoe groter de korrelgrootte, naarmate weergegeven in figuur 1 (c).
3 Redenen van macroscopische segregatie 3.1 Tijdens het stollen van het centrifugale gietstuk wordt de roterende metaalvloeistof onderworpen aan de radiale middelpuntvliedende kracht en verticaal, en de recht naar beneden gerichte zwaartekracht. De middelpuntvliedende kracht is evenredig met de rotatiestraal en evenredig met het kwadraat van de hoekrotatiesnelheid:
F is weg van m2r
Waar: F is de middelpuntvliedende kracht van de metaalvloeistof; m is de massa van de metaalvloeistof; het is de roterende hoeksnelheid van de cast. Net als bij de zwaartekrachtversnelling in het zwaartekrachtveld, zal de metaalvloeistof een centrifugale versnelling hebben in het roterende centrifugale krachtveld. de oorspronkelijke samenstelling van de vaste fase en de vloeibare fase. Het leidt dus tot drastische veranderingen in de samenstelling van de legering. Volgens de macroscopische segregatievergelijking p zijn de gemiddelde snelheid van de legeringsstroom en de stollingskoelsnelheid de macroscopische afwijking
u 1
Analyse speelt de hoofdrol. Wanneer het resultaat 1 is, is er geen segregatie. Door het effect van de middelpuntvliedende kracht wordt de stroomsnelheid versneld wanneer de stroomsnelheid van de legeringsvloeistof v. In tegenstelling tot de richting van de stollingssnelheid u stroomt de vloeistof van het hete uiteinde van het tweefasengebied naar het koude uiteinde, dat wil zeggen , van de interne stroom met minder opgeloste stof naar de wortel van het gebied dat rijk is aan opgeloste stoffen, waardoor negatieve segregatie wordt geproduceerd en anders positieve segregatie wordt geproduceerd. In deze studie heeft chroom onder invloed van legeringselementen een sterke affiniteit met koolstof, wat de diffusiesnelheid van koolstof vermindert, de incubatietijd van onderkoelde austenietontleding verlengt en de stollingssnelheid vertraagt, waardoor segregatie ontstaat.3.3 Laagsegregatie Figuur 4 is een schematisch diagram van de metaalvloeistofstroom op de gegoten axiale sectie. Wanneer de legeringsvloeistof in de gietvorm, de metaalvloeistof in de vorm van de stroom van axiale stroming, beweging, namelijk de eerste laag metaalvloeistof ① doen axiale stroming, vanwege de temperatuurverlaging, de stroomsnelheid, klein, de snelheid van de eerste stroom ② stroom en voorbij de eerste stroom, stroom, enzovoort, vanwege de omstandigheden van het stollen van temperatuur, zoals temperatuur, snelheid en weefselverschil, gevormd in de vorm van concentrische ringen.
3.4 Maatregelen om segregatie te verminderen De maatregelen om macro-segregatie te verminderen zijn: ① Kies de juiste gietsnelheid, zodat de legeringsvloeistof
Een geschikte stroomsnelheid. ② Voeg het incubatiemiddel toe aan het stollingsproces van de legeringsvloeistof om de stolling te versnellen. ③ Gebruik de juiste koelmethode om de stollingstijd van het vaste-vloeistof tweefasengebied te verkorten en de stollingstijd te verlengen zover mogelijk.
Weefselkarakteristieken en macro-zeeanalyse van Cu-17Ni-3Al-X legering gegoten van Cu-17Ni-3Al-X koperlegering met buitencirkeldiameter van 265 mm, dikte van ongeveer 50 mm en een hoogte van 125 mm werden vervaardigd door centrifugale gietmethode. De weefselkenmerken en macro-segregatie van gietstukken van koperlegeringen werden bestudeerd door middel van metallografie en elektronische sonde. De resultaten laten zien dat er twee vormen van isoaxiaal kristal en cilindrisch kristal in het gietstuk zijn, die zijn verdeeld in de buitenwand en binnenwand van het gietstuk, en verdeeld in het midden van het gietstuk en het gebied nabij de binnenwand van het gietstuk. . In de hoofdcombinatie vertoonden de goudelementen Cu, Ni en Al een lichte macroscopische segregatie langs de radiale en axiale richtingen van het gietstuk, maar vielen nog steeds binnen het ontwerpbereik van de legering.2 Testresultaten 2.1 Weefselkenmerken van het gietstuk De typische macroscopische weefselkenmerken van het gietstuk worden getoond in figuur 2. Uit de figuur blijkt dat de macroscopische weefselmorfologie van het gietstuk symmetrisch is langs het gietstuk; de macroscopische organisatie van het gietstuk kan worden onderverdeeld in vier duidelijk verschillende gebieden: de fijne isoaxiale zone van de buitenwand van het gietstuk (①, evenwijdig aan het gietstuk (ID, grove isoaxiale zone (II) nabij de binnenwand van het gietstuk, IV nabij het einde van de binnenwand van het gietstuk.) De organisatorische kenmerken van deze 4 regio's worden weergegeven in tabel 1.
De reden is dat de stroom van metaalsmelt en de herverdeling van opgeloste atomen geen drastische veranderingen in de samenstelling van de legering veroorzaken. Volgens de discriminerende formule van macroscopische segregatie zijn de voorwaarden voor het elimineren van macroscopische segregatie:
v / u / ( 1)
Wanneer de legering wordt bepaald, worden de gemiddelde snelheid van de vloeistofstroom in de dendriet en de stolsnelheid van de legering bepaald u. Voor de gestolde en samengetrokken legering, wanneer de gemiddelde snelheid van de vloeistofstroom in de dendriet en de stollingssnelheid van de legering in de tegenovergestelde richting zijn, hoe kleiner de gemiddelde snelheid van de vloeistofstroom en hoe groter, hoe gunstiger het is om te verminderen macroscopische segregatie. Tijdens centrifugaal gieten wordt de stroomsnelheid van de middelpuntvliedende kracht en de Coridiaanse kracht over het algemeen versneld, wat ongunstig is om macroscopische segregatie te remmen. Echter, in deze studie, omdat de belangrijkste componenten koper en nikkel zijn, is hun dichtheidsverschil in de smelt erg klein, bovendien kan centrifugale gietwaterkoeling de dendriet effectief verfijnen, de stollingssnelheid van de legering verbeteren, vooral omdat de wanddikte van de gietvorm (ongeveer 55 mm), kan de smeltstroom effectief remmen, om het doel van macroscopische scheiding van gietstukken te elimineren of te verminderen.
Volgens de vereisten van RCC-M is het materiaal van de hoofdpijpleiding van het nucleaire eiland van de CPR1000-reactor met drukwaterreactor in de kerncentrale van austenietroestvrij staal (Frans merk Z3CN20-09M). Deze test bepaalde het ijzergehalte van de hoofdleiding volgens het MC1000 shevler-diagram (Schaeffler) en MC1340-secties en analyseerde de redenen voor de verschillen in de detectieresultaten van verschillende methoden. Op basis van de productie-ervaring van de hoofdpijpleiding en de inhoud van RCC-MM3406, werden de redenen van de toenemende distributie van het ijzergehalte van de pijpleiding geanalyseerd. De reikwijdte van de toepassing van de methode voor het beoordelen van het ferrietgehalte en MC1340, de bepaling van het ferrietgehalte en de methode voor het elimineren van de ongelijkmatige verdeling van ferriet in het hoofdkanaal worden samengevat.
Het nadeel van centrifugaal gieten is de roterende metaalvloeistof onder invloed van middelpuntvliedende kracht, hoge dichtheid van elementen, organisatie heeft een grotere trend naar de wand (het buitenoppervlak van de centrifugale buis) afzetting, en de kleinere dichtheid, element en organisatie heeft een grotere trend om naar het binnenoppervlak te migreren, dit fenomeen wordt centrifugaal gieten drijvend genoemd, extern fenomeen, zal de segregatie van de gietsamenstelling maken, zoals hoofdcentrifugaalbuis austeniet roestvrij gietstuk, koolstof-, stikstof-, fosfor- en zwavelelementen om op de binnenkant te drijven oppervlak van de centrifugaalbuis en elementen met een hoge dichtheid aan het buitenoppervlak van de centrifugaalbuis. Gecombineerd met het materiaal van de centrifugaalbuis in RCC-M Z3CN20-09Mausteniet één ferrietroestvrij staal, inclusief koolstof, stikstof, fosfor, zwavel en andere elementen, is de dichtheid veel lager dan die van ijzer, gietmetaalstaal gieten hol koelproces (natuurlijke koeling), door de middelpuntvliedende kracht naar de binnenwandmigratie, zodat koolstof, stikstof, fosfor, zwavel en andere elementen uit het uiterlijk van het binnenoppervlak toenemen. Twee groepen testmonsters werden geselecteerd in tabel 2, en het stikstofgehalte werd spectroscopisch bepaald. De resultaten worden weergegeven in tabel 3 en de bovenstaande gevolgtrekking wordt verder bevestigd.
Uit de metallografie en het Schevler-diagram en het daarvan afgeleide DeLong-diagram blijkt dat koolstof en stikstof de meest invloedrijke elementen zijn die de vorming of stabilisatie van austeniet bevorderen. In het DeLong-diagram zijn koolstof en stikstof in de berekeningsformule voor het element nikkelequivalent 30 procent. Er wordt geconcludeerd dat de toename van het ferrietgehalte in de centrifugaalbuis van de binnenwand naar de buitenwand de toename is van koolstof en stikstof van het buitenoppervlak naar het binnenoppervlak en het interne drijven en sedimenteren van het gietstuk van de centrifugaalbuis.2.3 Beheersing van centrifugale gietcomponenten In de industriële productie worden centrifugaal gietcomponenten vaak gebruikt om gietstukken met gradiënteigenschappen te vervaardigen, zoals gietstukken van metaalcomposiet met een hoge slijtvastheid aan de binnenkant. Bovendien is na centrifugaal gieten de snelle koeling van waternevel (watergekoelde centrifugebuis) centrifugaalgietpijp kleiner dan de luchtkoelende centrifugaalgietbuis en is de verdeling van ijzer relatief uniform. MP30 ferriettester werd gebruikt om het ijzergehalte te bepalen op 1/4 van het binnenoppervlak, 1/2 en 1/4 van het buitenoppervlak van Yangjiang 1-eenheid. Het detectiepunt wordt getoond in figuur 6 en de resultaten worden getoond in tabel 4. Volgens tabel 4 werd na centrifugaal gieten snelle koeling met watersproeien toegepast, zonder duidelijke toenemende ijzerverdeling van de interne watermuur naar de buitenmuur.(3 ) Zoals blijkt uit de metallografie en het DeLong-diagram, is stikstof vergelijkbaar met koolstof, wat de vorming van austeniet of stabiele austenietelementen bevordert. Bij de samenstellingsanalyse en controle van de belangrijkste centrifugale buisoven moeten, naast het voldoen aan het ferrietgehalte van RCC-MM3406 beoordeeld door shevler-diagram, ook stikstof en andere resterende elementen worden gecontroleerd. (4) Wanneer de austeniet ferriet roestvrijstalen centrifuge buis wordt gegoten, wordt de metaalvloeistof op hoge temperatuur gestold door middelpuntvliedende kracht. Omdat de dichtheid van stikstof en koolstof veel lager is dan die van ijzer, heeft het de neiging om naar de binnenwand van de centrifugebuis te migreren, wat leidt tot de scheiding van het ferietgehalte als gevolg van de scheiding van componenten. De methode om de samenstelling en weefselsegregatie van de austeniet-ferriet roestvrijstalen centrifugebuis te regelen, is watergekoelde centrifugatie. Tegelijkertijd produceert centrifugaal gieten het kenmerk van samenstellingssegregatie, die speciale producten en gietstukken met prestatie-eisen kan produceren.
