Karatteristiċi organizzattivi ta '42 CrMo ring billet Figura 1 hija s-simulazzjoni numerika tal-kompjuter tat-tessut solidifikat mill-ikkastjar ċentrifugali vertikali fil-veloċità tal-ikkastjar ta' 480 rad/s, it-temperatura tal-ikkastjar ta '1500 grad, id-dijametru ta' barra tal-ikkastjar ta '1000mm, il- dijametru intern ta '360mm u l-parametri tal-proċess tat-tkessiħ tal-ilma fondut. Figura 4. Kif jidher mill-figura, il-ħajt ta 'barra tal-ikkastjar annulari huwa reġjun tal-kristall isopaxial fin uniformi. Fl-intern tal-ikkastjar, il-qamħ jinbidel mill-kristall isopaxial fin għar-reġjun tal-kristall kolonni oħxon, u l-kristall kolonni qed jikber u akbar. Dan huwa dovut għall-liga fil-proċess ta 'solidifikazzjoni tal-ikkastjar ċentrifugali, meta l-likwidu tal-metall fil-ikkastjar, it-tkessiħ tal-ħajt, għoqda tal-bidu, solidifikazzjoni tal-kristall, sħana moħbija kristallina hija perpendikolari mal-ħajt fondut kontinwu dissipazzjoni tas-sħana 'l barra, għalhekk il- metall għall-issettjar fis-solidifikazzjoni tal-proċess tal-ikkastjar ċentrifugali, minħabba li l-ħajt tal-ikkastjar huwa kiesaħ, u l-ħajt fondut huwa kiesaħ, iżda bexx tal-ilma, meta l-metall b'temperatura għolja jiltaqa 'ma' temperatura baxxa tal-ħajt tal-ikkastjar, ħdejn il-ħajt tal-metall b'effett qawwi ta 'tkessiħ, jipproduċi grad kbir ta 'tkessiħ żejjed u numru kbir ta' qalba eteroġenja. Dawn il-qalba f'tidwib kiesaħ fit-tkabbir tad-dendite, minħabba d-dissipazzjoni tas-sħana tal-kristallizzazzjoni mingħajr direzzjonali, u ħafna, blokk tal-qalba lil xulxin ikomplu jikbru, għalhekk ħdejn iż-żona tal-ħajt tal-ikkastjar ċirkolari jiffurmaw organizzazzjoni ċkejkna, assjali tal-kristall, biż-żieda ta 'ħxuna ta' solidifikazzjoni u formazzjoni ta 'qoxra ta' solidifikazzjoni stabbli, qamħ direttament, mill-wiċċ tal-kristall assjali fin xi qamħ għat-tkabbir tal-bażi, żviluppat minn barra u tkabbir intern taż-żona tal-kristall kolonni. Minħabba t-tkessiħ tal-barriera tas-saff tal-koagulazzjoni, il-veloċità tat-tkessiħ tal-likwidu tal-liga titnaqqas, li tirriżulta f'veloċità ta 'solidifikazzjoni tal-liga aktar baxxa, likwidu tal-liga tal-proċess tal-ikkastjar ċentrifugali huwa prinċipalment ikkontrollat mit-temperatura tat-tkessiħ unidimensjonali, f'dan iż-żmien, kundizzjonijiet ta' dissipazzjoni tas-sħana f'direzzjoni waħda f' l-interface solidu-likwidu, taħt l-azzjoni tal-fluss tas-sħana f'direzzjoni waħda, il-liga tul it-tkabbir tal-ikkastjar taċ-ċirku radjali, b'hekk iffurmat fil-kolonna taż-żona tal-Figura 1 (b). Minħabba t-tkabbir selettiv, fl-iżvilupp tal-kristall kolonni, iktar ma tkun 'il bogħod mill-ħajt, aktar il-kristalli sfavorevoli jiġu eliminati, aktar tkun ikkonċentrata d-direzzjoni tal-kristall kolonna, u iktar ikun kbir id-daqs tal-qamħ, kif muri fil-Figura 1 (c).
3 Raġunijiet ta 'segregazzjoni makroskopika 3.1 Matul is-solidifikazzjoni tal-ikkastjar ċentrifugali, il-likwidu tal-metall li jdur huwa soġġett għall-forza ċentrifugali radjali u vertikali, u l-gravità dritta 'l isfel. Il-forza ċentrifugali hija proporzjonali għar-raġġ ta 'rotazzjoni, u proporzjonali għall-kwadru tal-veloċità ta' rotazzjoni angolari:
F huwa 'l bogħod minn m2r
Fejn: F hija l-forza ċentrifugali tal-likwidu tal-metall; m hija l-massa tal-likwidu tal-metall; hija l-veloċità angolari li ddur tal-mitfugħa. Bħal fil-każ tal-aċċelerazzjoni tal-gravità fil-kamp gravitazzjonali, il-likwidu tal-metall ikollu aċċelerazzjoni ċentrifugali fil-qasam tal-forza ċentrifugali li jdur.3.2 Segregazzjoni tal-kompożizzjoni Għall-ikkastjar ċentrifugali ta 'ikkastjar taċ-ċirku ta' 42 CrMo, ir-ridistribuzzjoni tal-atomi tas-solut se sseħħ bit-temperatura ta 'solidifikazzjoni u il-kompożizzjoni oriġinali tal-fażi solida u l-fażi likwida. Għalhekk, iwassal għal bidliet drastiċi fil-kompożizzjoni tal-liga. Skont l-ekwazzjoni ta 'segregazzjoni makroskopika p, il-veloċità medja tal-fluss tal-liga u l-veloċità tat-tkessiħ tas-solidifikazzjoni tagħha huma l-preġudizzju makroskopiku
u 1
L-analiżi għandha r-rwol ewlieni. Meta r-riżultat tiegħu huwa 1, l-ebda segregazzjoni. Minħabba l-effett tal-forza ċentrifugali, il-veloċità tal-fluss tagħha hija aċċellerata, meta l-veloċità tal-fluss tal-likwidu tal-liga v. Kuntrarju għad-direzzjoni tal-veloċità tas-solidifikazzjoni u, il-likwidu jgħaddi mit-tarf sħun tar-reġjun b'żewġ fażijiet sat-tarf kiesaħ, jiġifieri , mill-fluss intern b'inqas solut għall-għerq taż-żona rikka tas-solut, li jipproduċi segregazzjoni negattiva, u mod ieħor, li jipproduċi segregazzjoni pożittiva lura. F'dan l-istudju, taħt l-influwenza ta 'elementi ta' liga, il-kromju għandu affinità qawwija mal-karbonju, li jnaqqas ir-rata ta 'diffużjoni tal-karbonju, iżid il-perjodu ta' inkubazzjoni ta 'dekompożizzjoni ta' austenite supercooled, u jnaqqas il-veloċità tas-solidifikazzjoni, u b'hekk tiġġenera segregazzjoni.3.3 Segregazzjoni tas-saff Il-Figura 4 hija dijagramma skematika tal-fluss tal-likwidu tal-metall fuq is-sezzjoni assjali fonduta. Meta l-likwidu tal-liga fil-mitfugħa, il-likwidu tal-metall fil-forma tal-fluss ta 'fluss axjali, mozzjoni, jiġifieri l-ewwel saff ta' likwidu tal-metall ① do fluss axjali, minħabba t-tnaqqis fit-temperatura, il-veloċità tal-fluss, żgħar, il-veloċità ta ' l-ewwel nixxiegħa ② fluss u lil hinn mill-ewwel fluss, fluss, eċċ, minħabba l-kundizzjonijiet tas-solidifikazzjoni tat-temperatura, bħat-temperatura, il-veloċità u d-differenza fit-tessuti, iffurmati fil-forma ta 'ċrieki konċentriċi.
3.4 Miżuri biex titnaqqas is-segregazzjoni Il-miżuri biex titnaqqas is-segregazzjoni makro huma: ① Agħżel il-veloċità xierqa tal-ikkastjar, sabiex il-likwidu tal-liga jkun
Veloċità tal-fluss xierqa.② Żid l-aġent ta 'inkubazzjoni fil-proċess ta' solidifikazzjoni tal-likwidu tal-liga biex taċċellera s-solidifikazzjoni.③ Ħu l-metodu xieraq ta 'tkessiħ biex tqassar il-ħin ta' solidifikazzjoni taż-żona solida-likwidu b'żewġ fażijiet, u żid il-ħin tat-tkessiħ tas-solidifikazzjoni kemm jista’ jkun.
Il-karatteristiċi tat-tessuti u l-makro-analiżi tal-ikkastjar tal-liga ta' Cu-17Ni-3Al-X ta' Cu-17Ni-3liga tar-ram Al-X b'dijametru taċ-ċirku ta' barra ta' 265mm, ħxuna ta 'madwar 50mm u għoli ta' 125mm ġew ippreparati b'metodu ta 'ikkastjar ċentrifugali. Il-karatteristiċi tat-tessut u l-makro-segregazzjoni tal-ikkastjar tal-liga tar-ram ġew studjati permezz tal-metallografija u sonda elettronika. Ir-riżultati juru li hemm żewġ forom ta 'kristall isoaxial u kristall ċilindriku fil-ikkastjar, li huma mqassma fil-ħajt ta' barra u l-ħajt ta 'ġewwa tal-ikkastjar, u mqassma fiċ-ċentru tal-ikkastjar u ż-żona ħdejn il-ħajt ta' ġewwa tal-ikkastjar . Fil-kombinazzjoni prinċipali, l-elementi tad-deheb Cu, Ni, u Al wrew segregazzjoni makroskopika ħafifa tul id-direzzjonijiet radjali u assjali tal-ikkastjar, iżda kienu għadhom fil-medda tad-disinn tal-liga. Il-karatteristiċi tat-tessut makroskopiku tal-ikkastjar huma murija fil-Figura 2. Jista 'jidher mill-figura li l-morfoloġija tat-tessut makroskopiku tal-ikkastjar hija simetrika tul l-ikkastjar; l-organizzazzjoni makroskopika tal-ikkastjar tista 'tinqasam f'erba' żoni ovvjament differenti: iż-żona isoaxial multa tal-ħajt ta 'barra tal-ikkastjar (①, parallel mal-ikkastjar (ID, żona isoaxial ovvja (II)) ħdejn il-ħajt ta' ġewwa tal-ikkastjar, IV ħdejn it-tarf tal-ħajt ta 'ġewwa tal-ikkastjar).Il-karatteristiċi organizzattivi ta' dawn l-4 reġjuni huma murija fit-Tabella 1.
Ir-raġuni hija li l-fluss tat-tidwib tal-metall u r-ridistribuzzjoni tal-atomi tas-soluti ma jikkawżawx bidliet drastiċi fil-kompożizzjoni tal-liga. Skont il-formula diskriminanti tas-segregazzjoni makroskopika, il-kundizzjonijiet biex tiġi eliminata s-segregazzjoni makroskopika huma:
v / u / ( 1)
Meta tiġi ddeterminata l-liga, il-veloċità medja tal-fluss tal-likwidu fid-dendrite u l-veloċità tas-solidifikazzjoni tal-liga huma determinati u. Għal-liga solidifikata u kkuntrattata, meta l-veloċità medja tal-fluss tal-likwidu fid-dendrite u l-veloċità tas-solidifikazzjoni tal-liga jkunu fid-direzzjoni opposta, iżgħar tkun il-veloċità medja tal-fluss tal-likwidu u akbar, iktar ikun favorevoli li titnaqqas segregazzjoni makroskopika. Matul l-ikkastjar ċentrifugali, il-veloċità tal-fluss tal-forza ċentrifugali u l-forza Coridian hija ġeneralment aċċellerata, li hija sfavorevoli biex tinibixxi s-segregazzjoni makroskopika. Madankollu, f'dan l-istudju, minħabba li l-komponenti ewlenin huma ram u nikil, id-differenza tad-densità tagħhom fit-tidwib hija żgħira ħafna, barra minn hekk, tkessiħ tal-ilma tal-ikkastjar ċentrifugali, tista 'effettivament tirfina d-dendrite, ittejjeb il-veloċità tas-solidifikazzjoni tal-liga, speċjalment minħabba li l-ħxuna tal-ħajt ta' il-vojt tal-ikkastjar (madwar 55mm), jista 'effettivament jinibixxi l-fluss tat-tidwib, sabiex jelimina jew inaqqas l-iskop tas-segregazzjoni makroskopika tal-ikkastjar.
Skont ir-rekwiżiti tal-RCC-M, il-materjal tal-pipeline prinċipali tal-gżira nukleari ta 'impjant tal-enerġija nukleari tar-reattur tal-ilma taħt pressjoni tar-reattur CPR1000 huwa azzar inossidabbli austenite (marka Franċiża Z3CN20-09M). Dan it-test iddetermina l-kontenut tal-ħadid tal-pipeline prinċipali skont id-dijagramma shevler MC1000 (Schaeffler) u s-sezzjonijiet MC1340, u analizza r-raġunijiet għad-differenzi fir-riżultati ta 'skoperta ta' metodi differenti. Ibbażat fuq l-esperjenza tal-manifattura tal-pipeline prinċipali u l-kontenut ta 'RCC-MM3406, ġew analizzati r-raġunijiet tad-distribuzzjoni dejjem tikber tal-kontenut tal-ħadid tal-pipeline. L-ambitu tal-applikazzjoni tal-metodu ta 'valutazzjoni tal-kontenut tal-ferrite u MC1340, id-determinazzjoni tal-kontenut tal-ferrite, u l-metodu tal-eliminazzjoni tad-distribuzzjoni irregolari tal-ferrite fil-kanal prinċipali huma mqassra.
L-iżvantaġġ tal-ikkastjar ċentrifugali huwa l-likwidu tal-metall li jdur taħt l-azzjoni tal-forza ċentrifugali, densità għolja ta 'elementi, organizzazzjoni għandha tendenza akbar għall-ħajt (il-wiċċ ta' barra tat-tubu ċentrifugali) depożizzjoni, u d-densità iżgħar, element u organizzazzjoni għandha tendenza akbar li jemigraw lejn il-wiċċ ta 'ġewwa, dan il-fenomenu jissejjaħ ikkastjar ċentrifugali f'wiċċ l-ilma, fenomenu estern, se jagħmel is-segregazzjoni tal-kompożizzjoni tal-ikkastjar, bħal ikkastjar li ma jissaddadx ta' tubu ċentrifugali prinċipali austenite, karbonju, nitroġenu, fosfru u elementi tal-kubrit biex float fuq ġewwa wiċċ tat-tubu ċentrifugali, u elementi ta 'densità għolja għall-wiċċ ta' barra tat-tubu ċentrifugali. Magħquda mal-materjal tat-tubu ċentrifugali fil-RCC-M Z3CN 20-09M austenite wieħed ferrite stainless steel, inkluż karbonju, nitroġenu, fosfru, kubrit u elementi oħra densità hija ferm aktar baxxa minn dik tal-ħadid, tferra azzar tal-metall fl-ikkastjar proċess ta 'tkessiħ vojta minn ġewwa (tkessiħ naturali), mill-forza ċentrifugali għall-migrazzjoni tal-ħajt ta' ġewwa, sabiex il-karbonju, nitroġenu, fosfru, kubrit u elementi oħra mid-dehra tal-wiċċ ta 'ġewwa jiżdiedu. Żewġ gruppi ta' kampjuni tat-test ġew magħżula fit-Tabella 2, u l-kontenut tan-nitroġenu ġie determinat b'metodu spettroskopiku. Ir-riżultati huma murija fit-Tabella 3, u l-inferenza ta 'hawn fuq hija kkonfermata aktar.
Jista 'jidher mill-metallografija u d-dijagramma Schevler u d-dijagramma DeLong derivata minnha li l-karbonju u n-nitroġenu huma l-aktar elementi influwenti li jippromwovu l-formazzjoni jew l-istabbilizzazzjoni tal-awstenite. Fid-dijagramma DeLong, il-karbonju u n-nitroġenu fl-element ta 'formula ta' kalkolu ekwivalenti tan-nikil huma 30 fil-mija. Huwa konkluż li ż-żieda tal-kontenut tal-ferrite fit-tubu ċentrifugali mill-ħajt ta 'ġewwa għall-ħajt ta' barra hija ż-żieda ta 'karbonju u nitroġenu mill-wiċċ ta' barra għall-wiċċ ta 'ġewwa u l-floating intern u sedimentazzjoni tal-ikkastjar tat-tubu ċentrifugali.2.3 Kontroll tal-komponenti tal-ikkastjar ċentrifugali Fil-produzzjoni industrijali, il-komponenti tal-ikkastjar ċentrifugali ħafna drabi jintużaw biex jimmanifatturaw ikkastjar bi proprjetajiet ta 'gradjent, bħal kkastjar kompost tal-metall b'reżistenza għolja għall-ilbies fuq il-wiċċ ta' ġewwa. Barra minn hekk, wara l-ikkastjar ċentrifugali, it-tkessiħ rapidu tal-isprej tal-ilma (tubu ċentrifugu mkessaħ bl-ilma) pajp tal-ikkastjar ċentrifugali huwa iżgħar mit-tubu tal-ikkastjar ċentrifugali li jkessaħ l-arja, u d-distribuzzjoni tal-ħadid hija relattivament uniformi. MP30 ferrite tester intuża biex jiddetermina l-kontenut tal-ħadid f'1 / 4 tal-wiċċ ta 'ġewwa, 1 / 2 u 1 / 4 tal-wiċċ ta' barra ta 'Yangjiang 1 unità. Il-punt ta ' l-iskoperta huwa muri fil-Figura 6, u r-riżultati huma murija fit-Tabella 4. Skont it-Tabella 4, it-tkessiħ rapidu tal-bexx tal-ilma ġie adottat wara ikkastjar ċentrifugali, mingħajr ma ovvja tiżdied id-distribuzzjoni tal-ħadid mill-ħajt tal-ilma intern għall-ħajt estern.(3) ) Kif jidher mill-metallografija u d-dijagramma DeLong, in-nitroġenu huwa simili għall-karbonju, li jippromwovi l-formazzjoni ta 'austenite jew elementi stabbli ta' austenite. Fl-analiżi tal-kompożizzjoni u l-kontroll tal-forn tat-tubu ċentrifugali prinċipali, minbarra li jissodisfa l-kontenut tal-ferrite ta 'RCC-MM3406 evalwat minn shevler-diagram, nitroġenu u elementi residwi oħra għandhom ukoll jiġu kkontrollati.(4) Meta ċ-ċentrifuga tal-istainless steel ferrite austenite tubu huwa mitfugħ, il-likwidu tal-metall b'temperatura għolja huwa solidifikat bil-forza ċentrifugali. Minħabba li d-densità tan-nitroġenu u l-karbonju hija ferm aktar baxxa mill-ħadid, għandha tendenza li temigra lejn il-ħajt ta 'ġewwa tat-tubu taċ-ċentrifuga, li twassal għas-segregazzjoni tal-kontenut ta' ferite minħabba s-segregazzjoni tal-komponenti. Il-metodu biex jikkontrolla l-kompożizzjoni u s-segregazzjoni tat-tessuti tat-tubu ċentrifugu tal-istainless steel austenite-ferrite huwa ċentrifugazzjoni mkessħa bl-ilma. Fl-istess ħin, ikkastjar ċentrifugali jipproduċi l-karatteristika tas-segregazzjoni tal-kompożizzjoni, li tista 'tipproduċi prodotti speċjali u kkastjar b'rekwiżiti ta' prestazzjoni.
