Organizačné charakteristiky prstencového predvalku 42 CrMo Obrázok 1 je počítačová numerická simulácia stuhnutého tkaniva vertikálnym odstredivým liatím pri rýchlosti liatia 480 rad/s, teplote liatia 1500 stupňov, vonkajší priemer odliatku 1000 mm, vnútorný priemer 360 mm a parametre procesu chladenia liatej vody. Obrázok 4. Ako je možné vidieť z obrázku, vonkajšia stena prstencového odliatku je rovnomerná jemná izoaxiálna kryštálová oblasť. Vo vnútri odliatku sa zrno mení z jemného izoopaxiálneho kryštálu na hrubú stĺpcovú kryštálovú oblasť a stĺpcový kryštál sa zväčšuje a zväčšuje. Je to spôsobené zliatinou v procese tuhnutia odstredivého liatia, keď kvapalina kovu do odliatku, ochladzovanie steny, štartovací uzol, tuhnutie kryštálu, kryštalické latentné teplo je kolmé na odlievanú stenu plynulé odvádzanie tepla smerom von, takže kov na nastavenie v procese tuhnutia odstredivého liatia, pretože odlievacia stena je studená a odlievaná stena je studená, ale striekanie vody, keď sa vysokoteplotný kov stretne s nízkou teplotou odlievacej steny, v blízkosti kovovej steny silným chladiacim účinkom, produkuje veľký stupeň prechladenia a veľký počet heterogénnych jadier. Tieto jadro v studenej tavenine pri raste denditu v dôsledku rozptylu tepla kryštalizácie bez smerového a veľkého množstva blokov jadra navzájom naďalej rastú, takže v blízkosti kruhovej oblasti steny odliatku tvoria drobné, axiálne usporiadanie kryštálov so zvýšením hrúbky tuhnutia a stabilnej tvorby šupky tuhnutia, zrno priamo povrchom jemného axiálneho kryštálu nejaké zrno pre základný rast, vyvinuté z vonkajšieho a vnútorného rastu stĺpcovej kryštálovej plochy. V dôsledku bariérového chladenia koagulačnej vrstvy sa rýchlosť chladenia zliatinovej kvapaliny znižuje, čo vedie k nižšej rýchlosti tuhnutia zliatiny, kvapalina zliatiny odstredivého liatia je riadená hlavne jednorozmernou teplotou chladenia, v tomto čase sú podmienky jednosmerného rozptylu tepla pri rozhranie tuhá látka-kvapalina, pri pôsobení jednosmerného tepelného toku, zliatina pozdĺž radiálneho prstencového odliatku rastu, takto vytvorená na obrázku 1 (b) plocha stĺpca. Vďaka selektívnemu rastu pri vývoji stĺpcového kryštálu, čím väčšia je vzdialenosť od steny, tým viac sa eliminujú nepriaznivé kryštály, tým koncentrovanejší je smer stĺpcového kryštálu a tým väčšia je veľkosť zrna, ako napr. znázornené na obrázku 1 (c).
3 Príčiny makroskopickej segregácie 3.1 Počas tuhnutia odstredivého odliatku je rotujúca kovová kvapalina vystavená radiálnej odstredivej sile a vertikálnej a priamo klesajúcej gravitácii. Odstredivá sila je úmerná polomeru otáčania a úmerná druhej mocnine uhlovej rýchlosti otáčania:
F je ďaleko od m2r
Kde: F je odstredivá sila kovovej kvapaliny; m je hmotnosť kovovej kvapaliny; je to rotačná uhlová rýchlosť odliatku. Rovnako ako pri gravitačnom zrýchlení v gravitačnom poli, kovová kvapalina bude mať odstredivé zrýchlenie v rotujúcom poli odstredivej sily.3.2 Segregácia zloženia Pri odstredivom odlievaní prstencového odliatku 42 CrMo dôjde k redistribúcii atómov rozpustenej látky s teplotou tuhnutia a pôvodné zloženie tuhej fázy a kvapalnej fázy. To vedie k drastickým zmenám v zložení zliatiny. Podľa makroskopickej segregačnej rovnice p je priemerná rýchlosť toku zliatiny a jej rýchlosť chladenia tuhnutia makroskopickou odchýlkou
u 1
Hlavnú úlohu hrá analýza. Keď je jeho výsledok 1, žiadna segregácia. Pôsobením odstredivej sily sa zrýchli jej rýchlosť prúdenia, keď rýchlosť prúdenia zliatinovej kvapaliny v. Na rozdiel od smeru rýchlosti tuhnutia u prúdi kvapalina z horúceho konca dvojfázovej oblasti do studeného konca, tj. z vnútorného toku s menším množstvom rozpustenej látky ku koreňu oblasti bohatej na rozpustenú látku, čím dochádza k negatívnej segregácii a inak k spätnej pozitívnej segregácii. V tejto štúdii má chróm pod vplyvom zliatinových prvkov silnú afinitu k uhlíku, čo znižuje rýchlosť difúzie uhlíka, zvyšuje inkubačnú dobu rozkladu podchladeného austenitu a spomaľuje rýchlosť tuhnutia, čím dochádza k segregácii.3.3 Segregácia vrstiev Obrázok 4 je schematický diagram toku kovovej kvapaliny na odliatom axiálnom úseku. Keď sa zliatinová kvapalina dostane do odliatku, kovová kvapalina vo forme toku axiálneho toku, pohybu, menovite prvej vrstvy kovovej kvapaliny ① do axiálneho toku, v dôsledku zníženia teploty, rýchlosti toku, malej, rýchlosti prvý prúd ② tok a za prvým tokom tok, tok, atď.
3.4 Opatrenia na zníženie segregácie Opatrenia na zníženie makro segregácie sú: ① Zvoľte vhodnú rýchlosť odlievania tak, aby zliatinová kvapalina mala
Vhodná rýchlosť prúdenia.② Pridajte inkubačné činidlo do procesu tuhnutia zliatinovej kvapaliny, aby ste urýchlili tuhnutie.③ Použite vhodnú metódu chladenia na skrátenie doby tuhnutia dvojfázovej oblasti tuhej látky a kvapaliny a predĺžte čas chladenia tuhnutia čo najďalej ako je to možné.
Tkanivové charakteristiky a makroanalýza odliatku zliatiny Cu-17Ni-3Al-X zliatiny Cu-17Ni-3Al-X zliatiny medi s vonkajším priemerom kruhu 265 mm, hrúbka približne 50 mm a výške 125 mm boli pripravené metódou odstredivého liatia. Charakteristiky tkaniva a makrosegregácia odliatku zo zliatiny medi boli študované metalografiou a elektronickou sondou. Výsledky ukazujú, že v odliatku sú dve formy izoaxiálneho kryštálu a valcového kryštálu, ktoré sú rozmiestnené vo vonkajšej stene a vnútornej stene odliatku a rozmiestnené v strede odliatku a v oblasti pri vnútornej stene odliatku. . V hlavnej kombinácii prvky zlata Cu, Ni a Al vykazovali miernu makroskopickú segregáciu pozdĺž radiálneho a axiálneho smeru odliatku, ale stále boli v rámci konštrukčného rozsahu zliatiny.2 Výsledky testov 2.1 Tkanivové charakteristiky odliatku Typické makroskopické tkanivové charakteristiky odliatku sú znázornené na obrázku 2. Z obrázku je zrejmé, že makroskopická tkanivová morfológia odliatku je pozdĺž odliatku symetrická; makroskopickú organizáciu odliatku možno rozdeliť do štyroch očividne odlišných oblastí: jemná izoaxiálna zóna vonkajšej steny odliatku (①, rovnobežná s odliatkom (ID, hrubá izoaxiálna zóna (II) blízko vnútornej steny odliatku), IV blízko konca k vnútornej stene odliatku). Organizačné charakteristiky týchto 4 oblastí sú uvedené v tabuľke 1.
Dôvodom je, že tok taveniny kovu a redistribúcia atómov rozpustenej látky nespôsobuje drastické zmeny v zložení zliatiny. Podľa diskriminačného vzorca makroskopickej segregácie sú podmienky na odstránenie makroskopickej segregácie:
v / u / ( 1)
Keď sa určí zliatina, určí sa priemerná rýchlosť prúdenia kvapaliny v dendrite a rýchlosť tuhnutia zliatiny u. V prípade stuhnutej a zmrštenej zliatiny, keď priemerná rýchlosť prúdenia kvapaliny v dendrite a rýchlosť tuhnutia zliatiny sú v opačnom smere, platí, že čím menšia je priemerná rýchlosť prúdenia kvapaliny a čím väčšia, tým priaznivejšie je zníženie makroskopická segregácia. Počas odstredivého liatia sa rýchlosť toku odstredivej sily a koridiánskej sily vo všeobecnosti zrýchľuje, čo je nepriaznivé pre inhibíciu makroskopickej segregácie. Avšak v tejto štúdii, pretože hlavnými zložkami sú meď a nikel, ich rozdiel v hustote v tavenine je veľmi malý, okrem toho, odstredivé odlievanie chladením vodou, môže účinne zjemniť dendrit, zlepšiť rýchlosť tuhnutia zliatiny, najmä preto, že hrúbka steny odliatok (asi 55 mm) môže účinne inhibovať tok taveniny, aby sa eliminoval alebo znížil účel makroskopickej segregácie odliatku.
Podľa požiadaviek RCC-M je materiálom hlavného potrubia jadrového ostrova jadrovej elektrárne s tlakovodným reaktorom CPR1000 austenitová nehrdzavejúca oceľ (francúzska značka Z3CN20-09M). Tento test určil obsah železa v hlavnom potrubí podľa Shevlerovho diagramu MC1000 (Schaeffler) a sekcie MC1340 a analyzoval dôvody rozdielov vo výsledkoch detekcie rôznych metód. Na základe skúseností z výroby hlavného potrubia a obsahu RCC-MM3406 boli analyzované dôvody zvyšujúcej sa distribúcie obsahu železa v potrubí. Je zhrnutý rozsah aplikácie metódy hodnotenia obsahu feritu a MC1340, stanovenie obsahu feritu a metóda eliminácie nerovnomerného rozloženia feritu v hlavnom kanáli.
Nevýhodou odstredivého liatia je rotujúca kovová kvapalina pri pôsobení odstredivej sily, vysoká hustota prvkov, usporiadanosť má väčší sklon k usadzovaniu na stene (vonkajšom povrchu odstredivej rúrky) a menšia hustota, prvok a organizácia má väčší trend migrovať na vnútorný povrch, tento jav sa nazýva plávajúce odstredivé liatie, vonkajší jav spôsobí segregáciu odlievacej kompozície, ako je napríklad hlavná odstredivá rúrka austenitový nerezový odliatok, uhlíkové, dusíkové, fosforové a sírové prvky plávať na vnútornej strane povrch odstredivej trubice a prvky s vysokou hustotou na vonkajší povrch odstredivej trubice. V kombinácii s materiálom odstredivej rúrky v RCC-M Z3CN20-09M austenitový jeden feritová nehrdzavejúca oceľ vrátane uhlíka, dusíka, fosforu, síry a iných prvkov je hustota oveľa nižšia ako hustota železa, odlievanie kovovej ocele pri odlievaní proces dutého chladenia (prirodzené chladenie), odstredivou silou migráciou k vnútornej stene, takže uhlík, dusík, fosfor, síra a ďalšie prvky zo vzhľadu vnútorného povrchu pribúdajú. V tabuľke 2 boli vybrané dve skupiny skúšobných vzoriek, a obsah dusíka bol stanovený spektroskopickou metódou. Výsledky sú uvedené v tabuľke 3 a vyššie uvedený záver je ďalej potvrdený.
Z metalografie a Schevlerovho diagramu az neho odvodeného DeLongovho diagramu je vidieť, že uhlík a dusík sú najvplyvnejšími prvkami, ktoré podporujú tvorbu alebo stabilizáciu austenitu. V DeLongovom diagrame je uhlík a dusík vo vzorci výpočtu ekvivalentu prvku niklu 30 percent. Dospelo sa k záveru, že zvýšenie obsahu feritu v odstredivke od vnútornej steny k vonkajšej stene je nárast uhlíka a dusíka z vonkajšieho povrchu na vnútorný povrch a vnútorné plávanie a sedimentácia odliatku odstredivej trubice.2.3 Kontrola komponentov odstredivého liatia V priemyselnej výrobe sa komponenty odstredivého liatia často používajú na výrobu odliatkov s gradientnými vlastnosťami, ako sú kovové kompozitné odliatky s vysokou odolnosťou proti opotrebovaniu na vnútornom povrchu. Okrem toho, po odstredivom liatí je rúrka odstredivého liatia s rýchlym chladením vodou (vodou chladená odstredivková trubica) menšia ako trubica odstredivého odlievania chladená vzduchom a distribúcia železa je relatívne rovnomerná. Tester feritu MP30 sa použil na stanovenie obsahu železa na 1/4 vnútorného povrchu, 1/2 a 1/4 vonkajšieho povrchu jednotky Yangjiang 1. Detekčný bod je znázornený na obrázku 6 a výsledky sú uvedené v tabuľke 4. Podľa tabuľky 4 sa po odstredivom liatí prijalo rýchle chladenie rozprašovaním vody bez zjavného zvýšenia distribúcie železa z vnútornej vodnej steny k vonkajšej stene.(3 ) Ako je možné vidieť z metalografie a DeLongovho diagramu, dusík je podobný uhlíku, čo podporuje tvorbu austenitu alebo stabilných austenitových prvkov. Pri analýze zloženia a kontrole hlavnej odstredivej rúrkovej pece sa okrem splnenia obsahu feritu v RCC-MM3406 stanoveného Shevlerovým diagramom musí kontrolovať aj dusík a iné zvyškové prvky.(4) Keď odstredivka z austenitového feritu z nehrdzavejúcej ocele rúrka je odliata, kovová kvapalina s vysokou teplotou tuhne odstredivou silou. Pretože hustota dusíka a uhlíka je oveľa nižšia ako hustota železa, má tendenciu migrovať do vnútornej steny centrifugačnej skúmavky, čo vedie k segregácii obsahu feritu v dôsledku segregácie komponentov. Spôsob kontroly zloženia a segregácie tkaniva centrifugačnej skúmavky austenit-ferit z nehrdzavejúcej ocele je vodou chladená centrifugácia. Odstredivé liatie zároveň vytvára charakteristiku segregácie zloženia, ktorá môže produkovať špeciálne produkty a odliatky s požiadavkami na výkon.
