బూడిద కాస్ట్ ఇనుములో ప్రతి మూలకం యొక్క పాత్ర గురించి మాట్లాడండి

 

బూడిద తారాగణం ఇనుములో సాధారణంగా ఉపయోగించే మూలకాల పాత్ర

1.కార్బన్ మరియు సిలికాన్: కార్బన్ మరియు సిలికాన్ గ్రాఫిటైజేషన్‌ను బలంగా ప్రోత్సహించే మూలకాలు. బూడిద తారాగణం ఇనుము యొక్క మెటాలోగ్రాఫిక్ నిర్మాణం మరియు యాంత్రిక లక్షణాలపై వాటి ప్రభావాలను వివరించడానికి కార్బన్ సమానమైన వాటిని ఉపయోగించవచ్చు. కార్బన్ సమానతను పెంచడం వల్ల గ్రాఫైట్ రేకులు ముతకగా మారతాయి, సంఖ్య పెరుగుతాయి మరియు బలం మరియు కాఠిన్యం తగ్గుతాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, కార్బన్ సమానతను తగ్గించడం గ్రాఫైట్‌ల సంఖ్యను తగ్గిస్తుంది, గ్రాఫైట్‌ను శుద్ధి చేస్తుంది మరియు ప్రైమరీ ఆస్టెనైట్ డెండ్రైట్‌ల సంఖ్యను పెంచుతుంది, తద్వారా బూడిద కాస్ట్ ఇనుము యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను మెరుగుపరుస్తుంది. అయినప్పటికీ, కార్బన్ సమానతను తగ్గించడం వలన కాస్టింగ్ పనితీరు తగ్గుతుంది.

2.మాంగనీస్: మాంగనీస్ అనేది కార్బైడ్‌లను స్థిరీకరించే మరియు గ్రాఫిటైజేషన్‌ను అడ్డుకునే మూలకం. ఇది బూడిద కాస్ట్ ఇనుములో పెర్లైట్‌ను స్థిరీకరించడం మరియు శుద్ధి చేయడం వంటి ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. Mn=0.5% నుండి 1.0% పరిధిలో, మాంగనీస్ మొత్తాన్ని పెంచడం బలం మరియు కాఠిన్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది.

3.భాస్వరం: తారాగణం ఇనుములో భాస్వరం కంటెంట్ 0.02% మించి ఉన్నప్పుడు, ఇంటర్‌గ్రాన్యులర్ ఫాస్ఫరస్ యూటెక్టిక్ సంభవించవచ్చు. ఆస్టెనైట్‌లో భాస్వరం యొక్క ద్రావణీయత చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. తారాగణం ఇనుము ఘనీభవించినప్పుడు, భాస్వరం ప్రాథమికంగా ద్రవంలో ఉంటుంది. యుటెక్టిక్ ఘనీభవనం దాదాపుగా పూర్తి అయినప్పుడు, యూటెక్టిక్ సమూహాల మధ్య మిగిలిన ద్రవ దశ కూర్పు టెర్నరీ యూటెక్టిక్ కూర్పు (Fe-2%, C-7%, P)కి దగ్గరగా ఉంటుంది. ఈ ద్రవ దశ దాదాపు 955℃ వద్ద ఘనీభవిస్తుంది. తారాగణం ఇనుము ఘనీభవించినప్పుడు, మాలిబ్డినం, క్రోమియం, టంగ్‌స్టన్ మరియు వెనాడియం అన్నీ భాస్వరం అధికంగా ఉండే ద్రవ దశలో వేరు చేయబడి, ఫాస్పరస్ యూటెక్టిక్ మొత్తాన్ని పెంచుతుంది. తారాగణం ఇనుములో భాస్వరం కంటెంట్ ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఫాస్పరస్ యూటెక్టిక్ యొక్క హానికరమైన ప్రభావాలతో పాటు, ఇది మెటల్ మాతృకలో ఉన్న మిశ్రమ మూలకాలను కూడా తగ్గిస్తుంది, తద్వారా మిశ్రమ మూలకాల ప్రభావాన్ని బలహీనపరుస్తుంది. ఫాస్పరస్ యూటెక్టిక్ ద్రవం ఘనీభవిస్తుంది మరియు పెరుగుతుంది యూటెక్టిక్ సమూహం చుట్టూ మెత్తగా ఉంటుంది మరియు ఘనీభవన సంకోచం సమయంలో తిరిగి నింపడం కష్టం, మరియు తారాగణం కుదించే ఎక్కువ ధోరణిని కలిగి ఉంటుంది.

4.సల్ఫర్: ఇది కరిగిన ఇనుము యొక్క ద్రవత్వాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు కాస్టింగ్‌లు వేడిగా పగులగొట్టే ధోరణిని పెంచుతుంది. కాస్టింగ్‌లలో ఇది హానికరమైన అంశం. అందువల్ల, సల్ఫర్ కంటెంట్ ఎంత తక్కువగా ఉంటే అంత మంచిది అని చాలా మంది అనుకుంటారు. వాస్తవానికి, సల్ఫర్ కంటెంట్ ≤0.05% ఉన్నప్పుడు, ఈ రకమైన తారాగణం ఇనుము మనం ఉపయోగించే సాధారణ ఇనాక్యులెంట్‌కు పని చేయదు. కారణం ఏమిటంటే, టీకాలు వేయడం చాలా త్వరగా క్షీణిస్తుంది మరియు కాస్టింగ్‌లలో తరచుగా తెల్లటి మచ్చలు కనిపిస్తాయి.

5.రాగి: బూడిద తారాగణం ఇనుము ఉత్పత్తిలో రాగి సాధారణంగా జోడించిన మిశ్రమ మూలకం. ప్రధాన కారణం ఏమిటంటే, రాగి తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం (1083℃), కరగడం సులభం మరియు మంచి మిశ్రమ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. రాగి యొక్క గ్రాఫిటైజేషన్ సామర్థ్యం సిలికాన్‌లో 1/5 ఉంటుంది, కనుక ఇది కాస్ట్ ఇనుము యొక్క తెల్లని తారాగణాన్ని కలిగి ఉండే ధోరణిని తగ్గిస్తుంది. అదే సమయంలో, రాగి ఆస్టెనైట్ పరివర్తన యొక్క క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రతను కూడా తగ్గిస్తుంది. అందువల్ల, రాగి పెర్‌లైట్ ఏర్పడటాన్ని ప్రోత్సహిస్తుంది, పెర్‌లైట్ కంటెంట్‌ను పెంచుతుంది మరియు పెర్‌లైట్‌ను శుద్ధి చేస్తుంది మరియు పెర్‌లైట్ మరియు ఫెర్రైట్‌లను బలోపేతం చేస్తుంది, తద్వారా కాస్ట్ ఇనుము యొక్క కాఠిన్యం మరియు బలాన్ని పెంచుతుంది. అయితే రాగి ఎంత ఎక్కువ ఉంటే అంత మంచిది. జోడించిన రాగి యొక్క సరైన మొత్తం 0.2% నుండి 0.4%. పెద్ద మొత్తంలో రాగిని జోడించినప్పుడు, అదే సమయంలో టిన్ మరియు క్రోమియం జోడించడం కటింగ్ పనితీరుకు హానికరం. ఇది మాతృక నిర్మాణంలో పెద్ద మొత్తంలో సోర్బైట్ నిర్మాణాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

6.క్రోమియం: క్రోమియం యొక్క మిశ్రమ ప్రభావం చాలా బలంగా ఉంటుంది, ప్రధానంగా క్రోమియం కలపడం వలన కరిగిన ఇనుము యొక్క తెల్లటి తారాగణం యొక్క ధోరణి పెరుగుతుంది మరియు కాస్టింగ్ సులభంగా కుదించబడుతుంది, ఫలితంగా వ్యర్థాలు ఏర్పడతాయి. అందువల్ల, క్రోమియం మొత్తాన్ని నియంత్రించాలి. ఒక వైపు, కాస్టింగ్ యొక్క బలం మరియు కాఠిన్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి కరిగిన ఇనుములో కొంత మొత్తంలో క్రోమియం ఉంటుందని భావిస్తున్నారు; మరోవైపు, కాస్టింగ్ కుంచించుకుపోకుండా మరియు స్క్రాప్ రేటు పెరగకుండా నిరోధించడానికి క్రోమియం తక్కువ పరిమితిలో ఖచ్చితంగా నియంత్రించబడుతుంది. సాంప్రదాయ అనుభవం ప్రకారం, అసలు కరిగిన ఇనుము యొక్క క్రోమియం కంటెంట్ 0.35% కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అది కాస్టింగ్‌పై ప్రాణాంతక ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.

7. మాలిబ్డినం: మాలిబ్డినం ఒక సాధారణ సమ్మేళనం-ఏర్పడే మూలకం మరియు బలమైన పెర్లైట్ స్థిరీకరణ మూలకం. ఇది గ్రాఫైట్‌ను శుద్ధి చేయగలదు. ωMo<0.8% ఉన్నప్పుడు, మాలిబ్డినం పెర్‌లైట్‌ను శుద్ధి చేయగలదు మరియు పెర్‌లైట్‌లోని ఫెర్రైట్‌ను బలపరుస్తుంది, తద్వారా కాస్ట్ ఇనుము యొక్క బలం మరియు కాఠిన్యాన్ని సమర్థవంతంగా మెరుగుపరుస్తుంది.

బూడిద కాస్ట్ ఇనుములోని అనేక సమస్యలను తప్పనిసరిగా గమనించాలి

1.వేడెక్కడం లేదా హోల్డింగ్ సమయాన్ని పొడిగించడం వల్ల కరిగేటటువంటి ప్రస్తుత వైవిధ్య కోర్లు కనిపించకుండా పోతాయి లేదా వాటి ప్రభావాన్ని తగ్గించవచ్చు, ఆస్టెనైట్ ధాన్యాల సంఖ్యను తగ్గిస్తుంది.

2.టైటానియం బూడిద తారాగణం ఇనుములో ప్రాధమిక ఆస్టెనైట్‌ను శుద్ధి చేసే ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఎందుకంటే టైటానియం కార్బైడ్‌లు, నైట్రైడ్‌లు మరియు కార్బోనిట్రైడ్‌లు ఆస్టెనైట్ న్యూక్లియేషన్‌కు ఆధారం. టైటానియం ఆస్టినైట్ యొక్క కోర్ని పెంచుతుంది మరియు ఆస్టెనైట్ ధాన్యాలను శుద్ధి చేస్తుంది. మరోవైపు, కరిగిన ఇనుములో Ti అధికంగా ఉన్నప్పుడు, ఇనుములోని S, TiS కణాలను ఏర్పరచడానికి Mnకి బదులుగా Tiతో చర్య జరుపుతుంది. TiS యొక్క గ్రాఫైట్ కోర్ MnS వలె ప్రభావవంతంగా లేదు. అందువల్ల, యూటెక్టిక్ గ్రాఫైట్ కోర్ ఏర్పడటం ఆలస్యం అవుతుంది, తద్వారా ప్రైమరీ ఆస్టెనైట్ యొక్క అవపాతం సమయం పెరుగుతుంది. వెనాడియం, క్రోమియం, అల్యూమినియం మరియు జిర్కోనియం టైటానియం మాదిరిగానే ఉంటాయి, అవి కార్బైడ్‌లు, నైట్రైడ్‌లు మరియు కార్బోనిట్రైడ్‌లను సులభంగా ఏర్పరుస్తాయి మరియు ఆస్టేనైట్ కోర్లుగా మారవచ్చు.

3.యూటెక్టిక్ క్లస్టర్‌ల సంఖ్యపై వివిధ ఇనాక్యులెంట్‌ల ప్రభావాలలో చాలా తేడాలు ఉన్నాయి, ఇవి క్రింది క్రమంలో అమర్చబడ్డాయి: CaSi>ZrFeSi>75FeSi>BaSi>SrFeSi. Sr లేదా Ti కలిగిన FeSi యూటెక్టిక్ క్లస్టర్‌ల సంఖ్యపై బలహీన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. అరుదైన ఎర్త్‌లను కలిగి ఉన్న ఇనాక్యులెంట్‌లు ఉత్తమ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు అల్ మరియు ఎన్‌లతో కలిపి జోడించినప్పుడు ప్రభావం మరింత ముఖ్యమైనది. అల్ మరియు బి కలిగి ఉన్న ఫెర్రోసిలికాన్ యుటెక్టిక్ క్లస్టర్‌ల సంఖ్యను బలంగా పెంచుతుంది.

4. గ్రాఫైట్-ఆస్టెనైట్ రెండు-దశల సహజీవన పెరుగుదల యొక్క ధాన్యాలు గ్రాఫైట్ న్యూక్లియైలు కేంద్రంగా ఏర్పడిన వాటిని యూటెక్టిక్ క్లస్టర్‌లు అంటారు. సబ్‌మైక్రోస్కోపిక్ గ్రాఫైట్ కంకరలు, అవశేష కరగని గ్రాఫైట్ కణాలు, ప్రైమరీ గ్రాఫైట్ ఫ్లేక్ బ్రాంచ్‌లు, అధిక ద్రవీభవన స్థానం సమ్మేళనాలు మరియు కరిగిన ఇనుములో ఉండే గ్యాస్ ఇన్‌క్లూషన్‌లు మరియు యూటెక్టిక్ గ్రాఫైట్ కోర్‌లు కూడా యూటెక్టిక్ క్లస్టర్‌ల కోర్‌లు. యూటెక్టిక్ న్యూక్లియస్ యూటెక్టిక్ క్లస్టర్ యొక్క పెరుగుదలకు ప్రారంభ స్థానం కాబట్టి, యూటెక్టిక్ క్లస్టర్ల సంఖ్య యూటెక్టిక్ ఇనుము ద్రవంలో గ్రాఫైట్‌గా పెరిగే కోర్ల సంఖ్యను ప్రతిబింబిస్తుంది. యూటెక్టిక్ క్లస్టర్ల సంఖ్యను ప్రభావితం చేసే కారకాలు రసాయన కూర్పు, కరిగిన ఇనుము యొక్క ప్రధాన స్థితి మరియు శీతలీకరణ రేటు.
రసాయన కూర్పులో కార్బన్ మరియు సిలికాన్ పరిమాణం ముఖ్యమైన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. కార్బన్‌తో సమానమైన పదార్థం యూటెక్టిక్ కూర్పుకు ఎంత దగ్గరగా ఉంటే, యూటెక్టిక్ క్లస్టర్‌లు అంత ఎక్కువగా ఉంటాయి. S అనేది బూడిద తారాగణం ఇనుము యొక్క యూటెక్టిక్ క్లస్టర్‌లను ప్రభావితం చేసే మరొక ముఖ్యమైన అంశం. తక్కువ సల్ఫర్ కంటెంట్ యూటెక్టిక్ క్లస్టర్‌లను పెంచడానికి అనుకూలంగా ఉండదు, ఎందుకంటే కరిగిన ఇనుములోని సల్ఫైడ్ గ్రాఫైట్ కోర్ యొక్క ముఖ్యమైన పదార్థం. అదనంగా, సల్ఫర్ వైవిధ్య కోర్ మరియు మెల్ట్ మధ్య ఇంటర్‌ఫేషియల్ శక్తిని తగ్గిస్తుంది, తద్వారా ఎక్కువ కోర్లు సక్రియం చేయబడతాయి. W (S) 0.03% కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, యూటెక్టిక్ క్లస్టర్ల సంఖ్య గణనీయంగా తగ్గుతుంది మరియు టీకాలు వేయడం ప్రభావం తగ్గుతుంది.
Mn యొక్క ద్రవ్యరాశి భిన్నం 2% లోపల ఉన్నప్పుడు, Mn మొత్తం పెరుగుతుంది మరియు తదనుగుణంగా యూటెక్టిక్ క్లస్టర్ల సంఖ్య పెరుగుతుంది. Nb కరిగిన ఇనుములో కార్బన్ మరియు నైట్రోజన్ సమ్మేళనాలను ఉత్పత్తి చేయడం సులభం, ఇది యూటెక్టిక్ క్లస్టర్‌లను పెంచడానికి గ్రాఫైట్ కోర్‌గా పనిచేస్తుంది. Ti మరియు V లు యూటెక్టిక్ క్లస్టర్ల సంఖ్యను తగ్గిస్తాయి ఎందుకంటే వనాడియం కార్బన్ సాంద్రతను తగ్గిస్తుంది; టైటానియం టైటానియం సల్ఫైడ్‌ను ఏర్పరచడానికి MnS మరియు MgSలలో S ను సులభంగా సంగ్రహిస్తుంది మరియు దాని న్యూక్లియేషన్ సామర్థ్యం MnS మరియు MgS వలె ప్రభావవంతంగా ఉండదు. కరిగిన ఇనుములోని N యూటెక్టిక్ క్లస్టర్ల సంఖ్యను పెంచుతుంది. N కంటెంట్ 350 x10-6 కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అది స్పష్టంగా ఉండదు. నిర్దిష్ట విలువను అధిగమించిన తర్వాత, సూపర్ కూలింగ్ పెరుగుతుంది, తద్వారా యూటెక్టిక్ క్లస్టర్ల సంఖ్య పెరుగుతుంది. కరిగిన ఇనుములోని ఆక్సిజన్ సులభంగా వివిధ ఆక్సైడ్ చేరికలను కోర్లుగా ఏర్పరుస్తుంది, కాబట్టి ఆక్సిజన్ పెరిగేకొద్దీ, యూటెక్టిక్ క్లస్టర్ల సంఖ్య పెరుగుతుంది. రసాయనిక కూర్పుతో పాటు, యుటెక్టిక్ మెల్ట్ యొక్క ప్రధాన స్థితి ఒక ముఖ్యమైన ప్రభావితం చేసే అంశం. అధిక ఉష్ణోగ్రతను నిర్వహించడం మరియు ఎక్కువ కాలం వేడెక్కడం వలన అసలు కోర్ అదృశ్యం లేదా తగ్గుతుంది, యూటెక్టిక్ క్లస్టర్ల సంఖ్యను తగ్గిస్తుంది మరియు వ్యాసాన్ని పెంచుతుంది. టీకాల చికిత్స ప్రధాన స్థితిని బాగా మెరుగుపరుస్తుంది మరియు యూటెక్టిక్ క్లస్టర్ల సంఖ్యను పెంచుతుంది. శీతలీకరణ రేటు యూటెక్టిక్ క్లస్టర్ల సంఖ్యపై చాలా స్పష్టమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. ఎంత వేగంగా శీతలీకరణ జరిగితే అంత ఎక్కువ యూటెక్టిక్ క్లస్టర్లు ఉంటాయి.

5.యూటెక్టిక్ క్లస్టర్ల సంఖ్య నేరుగా యూటెక్టిక్ ధాన్యాల మందాన్ని ప్రతిబింబిస్తుంది. సాధారణంగా, చక్కటి ధాన్యాలు లోహాల పనితీరును మెరుగుపరుస్తాయి. అదే రసాయన కూర్పు మరియు గ్రాఫైట్ రకం యొక్క ఆవరణలో, యూటెక్టిక్ క్లస్టర్‌ల సంఖ్య పెరిగేకొద్దీ, తన్యత బలం పెరుగుతుంది, ఎందుకంటే యూటెక్టిక్ క్లస్టర్‌లలోని గ్రాఫైట్ షీట్లు యుటెక్టిక్ క్లస్టర్‌ల సంఖ్య పెరిగేకొద్దీ సూక్ష్మంగా మారుతాయి, ఇది బలాన్ని పెంచుతుంది. అయినప్పటికీ, సిలికాన్ కంటెంట్ పెరుగుదలతో, యూటెక్టిక్ సమూహాల సంఖ్య గణనీయంగా పెరుగుతుంది, కానీ బదులుగా బలం తగ్గుతుంది; తారాగణం ఇనుము యొక్క బలం సూపర్ హీట్ ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో పెరుగుతుంది (1500℃), కానీ ఈ సమయంలో, యూటెక్టిక్ సమూహాల సంఖ్య గణనీయంగా తగ్గుతుంది. దీర్ఘకాలిక టీకా చికిత్స మరియు బలం పెరుగుదల వలన ఏర్పడే యూటెక్టిక్ సమూహాల సంఖ్య మార్పు చట్టం మధ్య సంబంధం ఎల్లప్పుడూ ఒకే ధోరణిని కలిగి ఉండదు. Si మరియు Ba కలిగిన FeSiతో టీకాల చికిత్స ద్వారా పొందిన బలం CaSiతో పొందిన దానికంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, అయితే తారాగణం ఇనుము యొక్క యూటెక్టిక్ సమూహాల సంఖ్య CaSi కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. యుటెక్టిక్ సమూహాల సంఖ్య పెరుగుదలతో, తారాగణం ఇనుము యొక్క సంకోచం ధోరణి పెరుగుతుంది. చిన్న భాగాలలో సంకోచం ఏర్పడకుండా నిరోధించడానికి, యూటెక్టిక్ సమూహాల సంఖ్యను 300~400/సెం.2 కంటే తక్కువగా నియంత్రించాలి.

6. గ్రాఫిటైజ్డ్ ఇనాక్యులెంట్‌లలో సూపర్ కూలింగ్‌ను ప్రోత్సహించే అల్లాయ్ ఎలిమెంట్స్ (Cr, Mn, Mo, Mg, Ti, Ce, Sb) జోడించడం వల్ల కాస్ట్ ఐరన్ యొక్క సూపర్ కూలింగ్ స్థాయిని మెరుగుపరచవచ్చు, ధాన్యాలను శుద్ధి చేయవచ్చు, ఆస్టెనైట్ మొత్తాన్ని పెంచుతుంది మరియు ఏర్పడటానికి ప్రోత్సహిస్తుంది పెర్లైట్. జోడించిన ఉపరితల క్రియాశీల మూలకాలు (Te, Bi, 5b) గ్రాఫైట్ వృద్ధిని పరిమితం చేయడానికి మరియు గ్రాఫైట్ పరిమాణాన్ని తగ్గించడానికి గ్రాఫైట్ కేంద్రకాల ఉపరితలంపై శోషించబడతాయి, తద్వారా సమగ్ర యాంత్రిక లక్షణాలను మెరుగుపరచడం, ఏకరూపతను మెరుగుపరచడం మరియు సంస్థాగత నియంత్రణను పెంచడం. ఈ సూత్రం అధిక కార్బన్ తారాగణం ఇనుము (బ్రేక్ భాగాలు వంటివి) ఉత్పత్తి పద్ధతిలో వర్తించబడింది.