التحليل الفني للمسامية وإدراج الخبث في مصبوبات الفولاذ المقاوم للصدأ

في صب الفولاذ المقاوم للصدأ عملية, المسامية و إدراج الخبث يمثلان اثنين من أهم تحديات الجودة التي تؤثر على السلامة الهيكلية ومقاومة التآكل. للمكونات عالية الدقة مثل مصبوبات مخفض الكوع من الفولاذ المقاوم للصدأ ، يمكن أن تؤدي هذه العيوب المجهرية إلى فشل كارثي أثناء اختبار الضغط أو التدهور المبكر في البيئات المسببة للتآكل.

الأسباب الجذرية للمسامية في مصبوبات الفولاذ المقاوم للصدأ

المسامية يظهر على شكل فراغات أو ثقوب صغيرة داخل المصفوفة المعدنية. اعتمادًا على آلية التكوين، يتم تصنيفها إلى ثقوب غازية، ومسام تفاعلية، ومسام هطول الأمطار.

امتصاص الغاز أثناء الذوبان

خلال مرحلة الذوبان، يكون الفولاذ المقاوم للصدأ المصهور عرضة بشدة لامتصاص الهيدروجين (H) والنيتروجين (N) من الغلاف الجوي. مع انخفاض درجة الحرارة بعد الصب، تنخفض قابلية ذوبان هذه الغازات في الفولاذ المقاوم للصدأ الصلب بشكل حاد. إذا كان معدل التبريد مرتفعًا جدًا، يتم احتجاز الغازات المترسبة، وتتشكل المسامية الدقيقة في جميع أنحاء صب الفولاذ المقاوم للصدأs .

قذيفة العفن إطلاق الغازات

في فيvestment Casting إذا كانت القشرة الخزفية تحتوي على رطوبة متبقية أو مواد رابطة عضوية بسبب عدم كفاية الحرق، فسيتم توليد كمية كبيرة من الغاز لحظة دخول الفولاذ المنصهر. إذا كانت القشرة تفتقر إلى ما يكفي النفاذية ، يتم دفع هذا الغاز إلى التيار المعدني بدلاً من الهروب عبر جدران القالب.

فيcomplete Deoxidation

يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على مستويات عالية من الكروم الذي يتأكسد بسهولة. إذا مزيل الأكسدة العوامل غير كافية، يتفاعل الأكسجين (O) مع الكربون (C) الموجود في الفولاذ لإنتاج فقاعات أول أكسيد الكربون (CO). هذا المسامية التفاعلية كثيرا ما توجد في أقسام مخفض الكوع المسبوكات حيث يتغير سمك الجدار بشكل مفاجئ، مما يؤثر على ديناميكيات التدفق.

آليات تشكيل إدراج الخبث

إدراج الخبث يشير إلى الشوائب غير المعدنية المحاصرة داخل الصب. تعمل هذه الشوائب على تعطيل استمرارية مصفوفة الفولاذ المقاوم للصدأ وتعمل كمكثفات للضغط حيث تنشأ الشقوق.

منتجات الأكسدة من الذوبان

أثناء الصهر في فرن الحث، تتفاعل عناصر صناعة السبائك مع الهواء لتكوين أكاسيد مثل Al2O3 أو SiO2. إذا لم يتم منح هذه الأكاسيد وقتًا كافيًا لتطفو على طبقة الخبث السطحية قبل صبها، فسيتم نقلها إلى تجويف القالب وتصبح مدمجة في المنتج النهائي.

اضطراب نظام النابضة

مصممة بشكل غير صحيح نظام البوابات يمكن أن يسبب المعدن المنصهر ليصبح مضطربا. في الأشكال الهندسية المعقدة مثل مخفض الكوع Castings تؤدي التغيرات المفاجئة في سرعة التدفق إلى إنشاء دوامات تمتص الخبث السطحي في التيار المعدني. بمجرد دخول القالب، يصعب إزالة هذه الشوائب.

التآكل الحراري

يمارس الفولاذ المنصهر ذو درجة الحرارة العالية قوة تآكل كبيرة على بطانات المغرفة وأكواب البوابات. إذا كانت المواد المقاومة للحرارة ذات قوة حرارية منخفضة، فقد تتقشر الجزيئات وتدخل القالب، مما يؤدي إلى إدراج الرمال أو عيوب الخبث الصلبة التي تضعف الصب.

التأثير على الآلات والتطبيقات الميدانية

غالبًا ما تظل العيوب في الفولاذ المقاوم للصدأ مخفية حتى يتم اكتشافها بالقطع أو مرحلة اختبار الضغط. تحت السطح المسامية يؤدي الكشف عنها أثناء الدوران أو الطحن إلى إنشاء حفر مرئية على الأسطح المانعة للتسرب، مما يؤدي إلى حدوث تسربات. علاوة على ذلك، في أنظمة معالجة السوائل، إدراج الخبث تكون المواقع عرضة للتآكل الكهروكيميائي بسبب عدم التجانس الكيميائي، مما يجعلها الحلقة الأضعف في شبكة الأنابيب.

الاستفادة اختبار الأشعة السينية (ر ت) و فحص نفاذية الصبغة (PT) يسمح للمصنعين بتحديد ورفض صب الفولاذ المقاوم للصدأs مع العيوب الداخلية، مما يضمن تلبية كل مكون أستم A351 أو إن 10213 معايير السلامة الصناعية.