1. Flokkun og einkenni porosity galla
1.1. Uppáþrengjandi porosity (staðbundið porosity):
Við hitameðhöndlun bráðna málmsins síast lofttegundir sem myndast af moldinni (eða kjarnanum) inn í járnvökvann, sem leiðir til staðbundins grops á ákveðnum svæðum steypunnar meðan á kælingu stendur. Rétt er að leggja áherslu á að samspil bráðna málmsins og myglunnar/kjarna á sér aðeins stað við steypu, sem gerir lofttegundum sem myndast af mótinu/kjarnanum við háan hita að síast inn í járnvökvann. (Líkamleg viðbrögð)
◆ Eiginleikar Ingress porosity:
- Birtist sem staðbundið grop sem á sér stað á tilteknum svæðum í steypunni.
- Yfirborð svitaholanna er tiltölulega slétt, birtast sem einstök eða hunangsseimótt tóm.
- Litur svitaholanna er hvítur eða getur verið dökkt lag, stundum þakið oxaðri húð.
- Þegar um er að ræða hnúðótt/þjappað grafítjárn getur það gefið frá sér lykt sem minnir á karbíð. Sjá mynd 1.
Rýrnun porosity:
- Sýnir einkenni rýrnunar og porosity.
- Sjá mynd 2.
1.2 Úrkoma grop (sigti-eins grop):
Lofttegundir sem eru leystar upp í vökvanum mynda svitaholur meðan á kælingu stendur þegar leysni þeirra minnkar. Þessar svitaholur hafa oft hringlaga, sporöskjulaga eða nálarlaga lögun. Nauðsynlegt er að hafa í huga að gasmyndun í járnvökvanum á sér stað á bræðslu- og vinnslustigum. Þegar hitastig járnvökvans hækkar eykst leysni lofttegunda, sem leiðir til aukins gasinnihalds vegna eðlis- og efnahvarfa í bræðsluferlinu. (Tilvist gass í járnvökvanum er afleiðing af eðlis- og efnahvörfum sem taka til allra efna sem taka þátt í bræðsluferlinu).
Einkenni úrkomuspors:
Einkennandi eiginleiki er að hann er fjölmennur, dreifður og tiltölulega jafnt dreift um allan eða verulegan hluta þversniðs steypunnar. Sjá mynd 3.
1.3 Hvarfsporleiki:
Grop sem myndast sem afleiðing af efnahvörfum milli bráðna málmsins og mótsmótsins. Í þessu ferli fer járnvökvinn í gegnum kælistig sem veldur því að lofttegundirnar losna og lokast eingöngu á yfirborði steypunnar.
Einkenni hvarfgropa:
Þessi tegund af gropi kemur aðallega fram á yfirborði steypunnar, í um 1-3 mm fjarlægð frá steypuyfirborðinu. Það birtist sem þétt dreifð mynstur lítilla, þétt dreift svitahola, sem verða meira áberandi eftir hitameðferð og sprengingu. Venjulega sýna þessar svitaholur nál-eins eða tadpole-eins lögun. Það er einnig þekkt sem porosity undir yfirborði. Sjá mynd 4.
A. Tegund kúlueyðandi efna**
Eiginleikar galla: Kúlulaga dæld koma fram á steypuyfirborðinu sem innihalda innfellingar. Þessar lægðir eiga sér stað oft nálægt innra hliðarkerfinu. Skanna rafeindasmásjár sýnir ójöfn yfirborð inni í svitaholunum. Litrófsgreining á svitaholainnihaldinu greinir Si, Mg, Al, Ba og O. Tilvist Mg, sem er sértækt fyrir kúlueyðandi efni, gefur til kynna að innfellingarnar séu gjall sem myndast með þátttöku kúlueyðandi efna. CO gaspinholes myndast vegna hvarfsins milli kolefnis í járnvökvanum og gjalls.
B. Slagtegund sem stafar af einkennum sáðefnisgalla: Þverskurðurinn sýnir nokkrar lægðir. Skanna rafeindasmásjár og litrófsgreining sýna ójafnt innra yfirborð innan lægðanna, ásamt tilvist Si, Ca, Ba og O í innilokunum. Ba er einstakur þáttur sáðefnisins. Þetta bendir til þess að kísil-járn sáðefni sem eftir er myndar gjall og hvarf kolefnis í járnvökvanum og oxíðs í gjallinu leiðir til myndunar CO-gass sem veldur galla í holu. Orsök: Ófullkomin bráðnun sáðefnisins við flæði leiðir til gjallmyndunar. Mótráðstafanir: Notaðu þurr sáðefni til að koma í veg fyrir að járnvökvinn skvettist og gjallhola við sáningu.
C Galli: Slag og sandur Innfelling Tegund Galli Útlit: Margar lægðir á yfirborði steypunnar nálægt hlaupinu. Skanna rafeindasmásjár sýnir tilvist gjalls og sands í lægðunum. Litrófsgreining gefur til kynna tilvist Si, O, Al í sandinum og frumefna eins og Mg, Ce, Mn í gjallinu. Þetta bendir til þess að gallinn myndist vegna samspils sáðefnisins og sandsins. Lausn: Aukið þversniðsflatarmál hlauparans og minnkið flæðishraða í hlaupinu.
D Galli: Sandmótagalli af völdum raka Galli Útlit: Dældir á yfirborði steypunnar eftir vinnslu. Skanna rafeindasmásjár sýnir enga galla í lægðunum. Litrófsgreining sýnir að helstu frumefnin eru C, O, Si og Fe. Þetta er galli í holu sem stafar af vatnsgufu sem myndast vegna raka í blautgerðinni. Lausn: Dragðu úr rakainnihaldi í mótunarsandi, bættu gegndræpi mótunarsandsins og aukið hlutfall koldufts í mótunarsandi. Minnkaðu rakainnihald plastefnisins í framleiðsluferli köldu kassakjarna.
2.1 Greining á orsökum fyrir ífarandi porosity:
1. Ástæður fyrir ífarandi porosity:
- Óeðlileg hönnun hellikerfisins, sem leiðir til lélegs gasútblásturs eða hvirfilmyndunar, sem leiðir til fastra lofttegunda við upphellingu.
- Óhófleg þéttleiki sandmótsins sem dregur úr gegndræpi þess.
- Ófullnægjandi loftræsting í sandkjarna eða stífla í loftgöngum.
- Hátt rakainnihald í mótunarsandi (kjarna). Við raka veðurskilyrði getur raka loftið frásogast af myglunni/kjarnanum og hvarfast við bráðna járnið, sem leiðir til þess að mikið magn af gasi er föst í moldholinu.
- Mengun á kjarnastuðningi og kjarnajárni með olíu.
- Óhófleg rokgjörn efni í mótunarsandinum.
- Hátt köfnunarefnisinnihald úr kvoða (N) í húðuðum sandi, sem leiðir til niðurbrots NH3 og myndar N og H lofttegunda.
- Ójöfn helling, ófullnægjandi fylling, sem leiðir til þess að mikið magn af gasi komist inn.
- Hátt leirinnihald í mótsandi, lélegt gegndræpi, sem veldur "blástursholum" á yfirborði steypunnar, sem einnig er talið vera ífarandi porosity.
2.2 Greining á orsökum porosity:
1. Hátt gasinnihald, mikil tæring og of mikil yfirborðsfeita í ofnhleðslunni veldur hærra gasinnihaldi í bráðnu járni.
2. Ófullnægjandi þurrkun á bráðnu járnmótinu.
3. Ófullnægjandi þurrkun á málmblöndunni.
4. Kísill og sjaldgæf jörð frumefni í ofnhleðslunni geta auðveldlega myndað vetnisgashol, en ál eða súrál getur myndað gas.
5. Lágt helluhitastig sem veldur því að gasið sem myndast hefur ekki nægan tíma til að hækka og sleppa.
6. Óstöðugt hella.
7. Hátt sandhiti yfir 35 gráður eða hátt kjarnahiti getur leitt til rakaupptöku á yfirborði moldholsins og of mikið vatnsinnihald í yfirborðslaginu.
8. Hvarfgropleiki: Gas sem myndast við efnahvörf milli efnaþátta bráðna járnsins og myglunnar/kjarna síast inn í vökvann. Gasholurnar myndast við kælingu þegar gasið hefur ekki nægan tíma til að losna.
9. Mikið magnesíumleifarinnihald: Of mikið magnesíuminnihald eykur upptökutilhneigingu bráðna járnsins. Magnesíumleifarinnihald sem er meira en 0.05% í bráðnu járni getur valdið gropi í gasi undir húð. Há-nikkel austenítískt sveigjanlegt járn með leifar af magnesíuminnihaldi sem er meira en 0,07% er hættara við að gropna gas undir húð.
10. Lágt helluhitastig.
11. Hátt brennisteinsinnihald í bráðnu járni: Þegar brennisteinsinnihald fer yfir 0.094%, myndast grop í gasi undir húð og því hærra sem brennisteinsinnihaldið er, því alvarlegri er hola í gasi undir húð.
12. Innihald sjaldgæfra jarðar: Óhóflegt innihald sjaldgæfra jarðar eykur oxíðinnihaldið í bráðnu járni, sem leiðir til aukningar á erlendum bólukjörnum og porosity undir húð. Innihald sjaldgæfra jarðvegsleifa ætti að vera stjórnað innan við 0.043%.
13. Álinnihald: Ál í bráðnu járni er helsta orsök þess að vetnisgas grop í steypu. Þegar leifar álinnihalds í sveigjanlegu járni af blautri gerð er á milli 0.03% og 0,05%, myndast grop undir húð.
14. Þykkt steypuvegg: Þunnveggaðar og þykkar steypur eru síður viðkvæmar fyrir gropi í gasi undir húð.
15. Rakainnihald í mótunarsandi: Með aukningu á rakainnihaldi eykst tilhneiging hnúðótts steypujárns til að mynda grop undir húð. Þegar rakainnihaldi í mótunarsandi er stjórnað undir 4,8%, nálgast gropahlutfall gass undir húð núlli.
Að auki gegna þéttleiki mótunarsandsins og helluhitastig einnig hlutverki.
Magnesíumgufa sem sleppur úr bráðnu járninu og magnesíumsúlfíð á yfirborði bráðna járnsins hvarfast við vatnsgufuna í mótinu á eftirfarandi hátt: Mg + H2O → MgO + 2[H] og MgS + H2O → MgO + H2O. Vetnis-, magnesíumoxíð- og magnesíumsúlfíðlofttegundirnar sem myndast geta hugsanlega síast inn í steypuna í gegnum yfirborð bráðna járnsins.
3. Aðferðir til að koma í veg fyrir gropagalla:
1. Hreinsaðu ofnhleðsluna vandlega til að fjarlægja of mikið gasinnihald, mikla tæringu og yfirborðsfitu fyrir notkun.
2. Stýrðu nákvæmlega hitastigi bráðnu járnsins þegar það er tekið út úr ofninum og meðan á hella stendur. Forðist of lágt helluhitastig.
3. Þurrkaðu ofndeigluna, sleifina og bráðna járnmótið að fullu. Forhitið sleifina fyrir notkun.
4. Forhitið kúlueyðandi efni og sáðefni nægilega til að draga úr magni gass sem sjaldgæft jarðefni og kísiljárn koma fyrir.
5. Hannaðu hellakerfið á réttan hátt til að tryggja slétta loftræstingu inni í moldholinu og stöðugt flæði inn í holrúmið.
6. Gakktu úr skugga um samræmda þéttleika mótunarsandsins, forðastu of mikla þéttleika.
7. Minnka leirinnihald í kjarnasandi á viðeigandi hátt og auka gegndræpi hans.
8. Gakktu úr skugga um að sandkjarnan sé rétt útblástur og lokaðu bilunum á milli kjarnanna til að koma í veg fyrir að bráðið járn komist inn og stífli loftgöngurnar.
9. Settu riser eða loftop á hæstu punktum steypunnar. Gefðu gaum að loftræstingu meðan á steypu á stórum steypum stendur.
10. Hallaðu steypunni örlítið fyrir stórar flatar steypur, með loftopin staðsett aðeins hærra til að auðvelda loftræstingu.
11. Þurrkaðu og hreinsaðu kapalana og kuldahrollinn og tryggðu að þeir séu lausir við ryð og olíumengun.
12. Dragðu úr rakainnihaldi í mótunarsandi, búðu til loftop á skilflötum og aukið magn koldufts sem bætt er við ef þörf krefur.
13. Dragðu úr innihaldi bindiefnis á viðeigandi hátt. Fyrir stórar steypur skaltu bæta við efni sem auka gegndræpi, eins og sag.
14. Notaðu kringlótt sandkorn til að auka gegndræpi.
15. Dragðu úr magnesíummagni afgangs á meðan þú tryggir rétta hnúðamyndun. Lágmarkaðu brennisteinsinnihaldið í upprunalega bráðnu járninu.
16. Stjórnaðu sandhitanum og helltu eins fljótt og auðið er eftir að mótinu er lokað.
17. Notaðu þurrkaða sandkjarna og komdu í veg fyrir rakaupptöku inni í mótinu. Ekki nota sandkjarna með mikla rakagleypni.
18. Sprautaðu kolefnisríkum efnum eins og hleifolíu á yfirborð moldsins til að búa til afoxandi andrúmsloft á milli bráðna járnsins og mótsmótsins. Með því að stökkva litlu magni af flússpatdufti eða natríumflúoríði á viðmótið við bráðið járn-mót getur það dregið úr eða útrýmt gropi undir húð.
19. Hækkaðu helluhitann á viðeigandi hátt í rigningarveðri.
20. Dragðu úr magnesíumsúlfíðinnihaldi. Notaðu brennisteinssnauðu grájárn eða bættu litlu magni af gosaska við meðan á kúluvæðingu stendur til að brennisteinshreinsun. Eftir kúluvæðingu skal renna gjalli nokkrum sinnum og láta það standa stutt til að leyfa MgS gjalli að fljóta upp.
21. Stjórna hella hitastigi. Fyrir þunnveggaðar steypur ætti hitastigið ekki að vera minna en 1320 gráður; fyrir miðlungs veggþykktar steypur ætti það ekki að vera minna en 1300 gráður; fyrir þykkveggða íhluti eins og stýriplötur ætti það ekki að vera minna en 1280 gráður. Kísilmólýbdensteypujárn og austenítískt sveigjanlegt járn með hátt nikkel krefst enn hærra hitastigs.
