كيفية تجنب مشاكل الفصل الشائعة في مصبوبات المكره المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ

المسبوكات المكره شفرة الفولاذ المقاوم للصدأ تلعب دورًا حاسمًا في المضخات وآلات الطرد المركزي والمحرضين، مما يؤثر بشكل مباشر على كفاءة المعدات وعمر الخدمة. أثناء عملية الصب، غالبًا ما يحدث الفصل بسبب التبريد غير المتساوي وتصلب المعدن المنصهر. لا يؤثر الفصل على الخواص الميكانيكية للدافع فحسب، بل يزيد أيضًا من خطر التآكل الموضعي وفشل الكلال، مما يقلل بشكل كبير من موثوقية المعدات. يعد فهم الأنواع وآليات التكوين وطرق الوقاية من الفصل أمرًا ضروريًا لتحسين جودة الدفاعات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

أنواع الفصل وأسبابه

يشير الفصل إلى التوزيع غير المتكافئ لعناصر صناعة السبائك أو الشوائب داخل عملية الصب. بناءً على الموقع والخصائص، يمكن تصنيف الفصل على النحو التالي:

1. فصل خط الوسط
   تبرد المناطق المركزية للمكره بشكل أبطأ، مما يتسبب في تراكم عناصر السبائك، مما يؤدي إلى اختلافات محلية في الصلابة ومقاومة التآكل.

2. الفصل المحيطي
   تتصلب الحواف بسرعة، وتشكل مناطق ذات محتوى منخفض من السبائك. تتميز هذه المناطق بصلابة منخفضة وتكون عرضة للشقوق والتجويف.

3. الفصل الكلي
   تدرجات تكوينية كبيرة في جميع أنحاء عملية الصب، وعادة ما تكون ناجمة عن سرعة صب غير مناسبة، أو درجة حرارة العفن غير المتكافئة، أو ضعف التحكم في المعدن المنصهر.

4. الفصل الجزئي
   التوزيع غير المتساوي للعناصر على مستوى الحبوب أو الحبوب الفرعية، والذي يتجلى عادة في فصل الكربون أو الكروم أو النيكل على طول حدود الحبوب، مما قد يؤثر على مقاومة التآكل وقوة الكلال.

وينتج الفصل في المقام الأول عن التبريد غير المتساوي، وتقلبات التركيب، ودرجة حرارة الصب غير المناسبة، وهندسة المكره المعقدة، وسيولة المعدن المنصهر غير الكافية. تؤدي أشكال الشفرات المعقدة إلى تفاقم الاختلافات المحلية في وقت التصلب، مما يزيد من احتمالية الفصل.

تدابير التحكم في العمليات لمنع الفصل

الاختيار الصحيح لدرجات الفولاذ المقاوم للصدأ

يجب اختيار المواد المستخدمة في الدفاعات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ وفقًا لظروف التشغيل. يتصلب الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عالي السبائك ببطء عند درجات حرارة مرتفعة، مما يجعله عرضة للفصل. يمكن أن يساعد ضبط تركيبة السبائك والعناصر النزرة في التحكم في سلوك التصلب وتقليل مخاطر الفصل.

نظام صب الأمثل

يضمن نظام البوابات والناهض المصمم جيدًا ملء القالب بشكل موحد، مما يقلل من المناطق الراكدة والتبريد غير المتساوي. التحكم الصارم في درجة حرارة الصب يمنع فصل خط الوسط الناتج عن ارتفاع درجة الحرارة أو سوء التشغيل بسبب درجات الحرارة المنخفضة.

تصميم القالب العقلاني

تستفيد مصبوبات الدفاعة المعقدة من القوالب المجزأة أو المقطعية لتقليل تباين السمك، والذي يمكن أن يسبب تصلبًا غير متساوٍ. تضمن الأكمام العازلة أو قنوات التدفق المحسنة تبريدًا موحدًا للشفرات والمحاور، مما يقلل من الفصل الكلي.

تنظيم المعالجة الحرارية

تعمل المعالجة الحرارية بعد الصب على تحسين الفصل الدقيق. تعمل معالجة المحاليل على إعادة توزيع عناصر السبائك بالتساوي، مما يعزز مقاومة التآكل والمتانة. يمكن أن يؤدي الشيخوخة أو التلدين اللاحق إلى تخفيف الضغط المتبقي وتجانس البنية المجهرية.

التحكم في تدفق المعادن ومعدل التصلب

إن الحفاظ على درجات حرارة الانصهار والاحتفاظ المناسبة يضمن سيولة جيدة للمعادن المنصهرة، مع تجنب التبريد السريع المفرط الذي يمكن أن يؤدي إلى تفاقم الفصل. قد تساعد التدفئة الموضعية أو التبريد الداخلي في المناطق الحرجة في موازنة معدلات التصلب.

تطبيق تقنيات الصب الدقيق

يؤدي صب الاستثمار إلى تحسين التوحيد الداخلي للدوافع بشكل كبير. يعمل التحكم الدقيق في درجة الحرارة ومسارات الصب المُحسّنة على تقليل الفصل المركزي والمحيطي، مما يضمن أداءً متسقًا عبر عملية الصب.

التفتيش ومراقبة الجودة

يصعب اكتشاف الفصل بصريًا ويتطلب تحليل المعادن والتحليل الطيفي وحيود الأشعة السينية واختبار الموجات فوق الصوتية. يتيح إنشاء نظام صارم للتحكم والتفتيش على العمليات الكشف المبكر عن مناطق الفصل المحتملة، مما يتيح إجراء تعديلات على العملية في الوقت المناسب وضمان جودة صب مستقرة.