Kuidas aitab ferrosilikoonnitriid sulaterasest vanni?
Ferrosilikoonnitriid on nitriid{0}}kandev ferrosulam, mida kasutatakse terasetööstuses lisandina, eriti spetsiaalsete teraste puhul, mida hiljem sepistatakse. See kannab lämmastikku kujul, mis lahustub kergesti vedelas terases, ja kuna selle ränisisaldus on samuti kasutatav, varustab see ühe laadimisega kahte legeerivat elementi korraga. Kulpi või ahju lisatuna tõstab see vanni lämmastiku taset, aidates kaasa deoksüdatsioonile, mistõttu eelistatakse seda sageli teistele lämmastikukandjatele, kui soovitakse nii lämmastikku kui räni.
Terase lämmastiku kasulikud mõjud
Terases lahustunud lämmastik ei ole automaatselt kahjulik. Kontrollitud kogustes tugevdab see ferriiti tahke -lahuse kõvenemise teel, rafineerib terad nitriidsadestamise kaudu ning suurendab kõvadust ja kulumiskindlust. Austeniitsete klasside puhul stabiliseerib lämmastik austeniiti ja võimaldab osa niklist asendada, parandades samal ajal vastupidavust lokaalsele korrosioonile ja suurendades voolavuspiiri ilma elastsuse suure kadumiseta. Ferriitsete eriteraste puhul võib väike, tahtlikult kontrollitud lämmastiku lisamine parandada tugevust ja karastavust.
Kahjulikud tagajärjed: vananemine, sinine rabedus ja tugevuse vähenemine
Lämmastikuga seotud raskus seisneb ajastuses. Pärast jahutamist üleküllastunud tahkesse lahusesse jäänud lämmastik sadestub aeglaselt raudnitriidina ning see sade moonutab metallvõre ja tekitab sisemise pinge. Nähtavad tagajärjed on vananemine, elastsuse järkjärguline kadumine aja jooksul ja löögitugevuse halvenemine. Lämmastiku-indutseeritud madala süsinikusisaldusega-terase rabedus sarnaneb fosfori põhjustatud haprusega, kuid üldiselt peetakse seda kahjustavamaks, kuna see edeneb vananedes, samas kui fosfori rabestumine on madalal temperatuuril-mõjutav ilma vananemiskomponendita. Kui fosforisisaldus on juba kõrge, suureneb lämmastikuga seotud kahju veelgi.
Sinine rabedus on klassikaline sümptom. Kui suure lämmastikusisaldusega terast kuumutatakse ligikaudu 250-450 C-ni, omandab pind sinise tooni, tõmbetugevus tõuseb ja löögitugevus langeb. Kuna see temperatuurivahemik kattub keevitamise eelsoojendusega ja mõne komponendi kasutustingimustega, on lämmastiku reguleerimine nii keevitamise-kvaliteedi kui ka mehaanilise-omaduse küsimus. Lämmastikusisalduse suurenedes halveneb keevitatavus üldiselt poorsuse ja kõvema, pragude{7}tundlikuma kuumuse tõttu.
Kuidas alumiinium muudab lämmastiku tasakaalu
Alumiinium on standardne korrigeeriv element. Sobiva koguse alumiiniumi lisamisel vanni moodustub stabiilne alumiiniumnitriid, mis lahustub palju vähem kui raudnitriid ja seob seetõttu lämmastiku kahjutul peeneks hajutatud kujul. Mõju on kahekordne: raudnitriidi moodustamiseks ja vananemise põhjustajaks saadaolev lämmastik väheneb ning alumiiniumnitriidi osakesed kinnitavad austeniidi terade piire ja piiravad terade kasvu järgneva kuumtöötlemise ajal. See on sama mehhanism, mis muudab alumiiniumi-lämmastiku kasutamise kasulikuks teravilja rafineerimiseks-spetsiaalses terase sepistamises.
Annuse aken on kitsas. Liiga vähe alumiiniumi jätab lämmastiku vabaks, et põhjustada vananemist; liiga palju jätab jämedaid alumiiniumoksiidi lisandeid, mis vähendavad puhtust, mõjutavad väsimust ja võivad ummistada valudüüsid. Lämmastiku ja alumiiniumi spetsifikatsioonid määratakse seetõttu alati koos, mitte eraldi.
Tüüpiline kompositsiooni- ja lisamispraktika
| Üksus | Tüüpiline vahemik | kommenteerida |
|---|---|---|
| Lämmastik | 25-32% | Peamine aktiivne element, määrab lisakaalu |
| Räni | 45-55% | Aitab kaasa deoksüdatsioonile ja legeerimisele |
| Alumiinium | maksimaalselt 1,5%. | Hoida madalal, et piirata kaasamist |
| Süsinik | maksimaalselt 0,5%. | Asjakohane madala{0}}süsiniksisaldusega terase klasside puhul |
| Osakeste suurus | 1-10 mm või pulber | Reguleerib lahustumiskiirust ja taastumist |
Laadige vahukulpi koputamise ajal või ahju pärast deoksüdatsiooni, kui lahustunud hapnik on juba redutseeritud.
Arvutage lisamine lämmastiku sihtsisalduse ja partii analüüsi põhjal, seejärel kontrollige vanniprooviga.
Oodake väiksemat taastumist õhuga kokkupuutuva peene pulbri korral ja suuremat taastumist sügavusele lisatud tihedate graanulite korral.
Pärast lisamist kontrollige koos lämmastikku ja alumiiniumi, veendumaks, et vaba lämmastik on kinni püütud.
Kuna lahustumine sõltub ajast, võib kraanil liiga hilja tehtud lisand jääda osaliselt räbu sisse või lahustumata osakestena, andes lämmastiku tulemuse sihtmärgist allapoole, isegi kui kuumus oli laetud nii, nagu sulam oleks täielikult lahustunud. Proovide võtmine pärast lühikest hoidmisperioodi annab palju usaldusväärsema arvu kui proovide võtmine lisamise hetkel.
KKK
K: Kas terases sisalduv lämmastik on alati kahjulik?
Ei. Kontrollitud piirides tugevdab lämmastik maatriksit ja täpsustab terade struktuuri; kahjustused tekivad peamiselt siis, kui liigne lämmastik jääb tahkesse lahusesse ja sadestub aeglaselt raudnitriidina.
K: Mis põhjustab sinist rabedust?
Kõrge-lämmastikusisaldusega terase kuumutamine temperatuurini umbes 250–450 C. Selles vahemikus suureneb tugevus, samal ajal kui löögitugevus väheneb, ja pind on sinist värvi.
K: Miks on lämmastikukahjustused võrreldes fosforiga?
Mõlemad haprad madala süsinikusisaldusega-terasest. Lämmastikku peetakse selles kontekstis kahjulikumaks, kuna selle mõju areneb aja jooksul vananedes, samas kui fosfor põhjustab madalal temperatuuril{2}}haprust ilma vananemiskomponendita.
K: Kuidas alumiinium takistab vananemist?
See moodustab stabiilse alumiiniumnitriidi, mis eemaldab tahkest lahusest lämmastiku ja takistab raudnitriidi aeglast sadestumist. Osakesed piiravad ka austeniidi terade kasvu.
K: Kas alumiiniumi saab lisada liiga palju?
Jah. Liigne alumiinium moodustab jämedaid alumiiniumoksiidi lisandeid, mis vähendavad puhtust ja võivad ummistada düüsid, seega on alumiinium ja lämmastik määratletud koos.
K: Kuidas kontrollitakse lämmastiku lisamise taastumist?
Peamiselt osakeste suuruse, lisamise sügavuse ja ajastuse järgi. Koputamise ajal sügavale vanni lisatud jämedad graanulid tagavad kõige ühtlasema taastumise.
