ریخته گری فولاد ریخته گری

به طور کلی، عملکرد ریخته گری فولاد چدن بدتر از چدن است. سیالیت فولاد ریخته گری باید کم باشد، بنابراین به راحتی می توان یک مانع سرد تشکیل داد. اکسیداسیون و جذب گاز فولاد ریختگی نیز نسبتاً زیاد است و به راحتی سرباره و منافذ تشکیل می شود. در عین حال، انقباض بدنه و انقباض خطی فولاد ریخته‌گری نیز بسیار بزرگ است، که به راحتی ایجاد حفره انقباض، تخلخل، ترک‌خوردگی گرم و ترک سرد می‌شود. علاوه بر این، از آنجایی که نقطه ذوب فولاد ریختگی بالاتر از چدن است، ماسه چسبنده به راحتی در طی فرآیند ریخته‌گری تشکیل می‌شود.

Si، منگنز و سایر عناصر کمیاب باقیمانده موجود در فولاد ریخته گری بر عملکرد ریخته گری فولاد ریخته گری و سیالیت فولاد مذاب تأثیر می گذارد.

رابطه بین عملکرد ریخته گری و عناصر مختلف در ریخته گری فولاد:
1) عناصر شیمیایی که سیالیت را بهبود می بخشند: Si، P، Cu، Ni، Mn
2) عناصر شیمیایی که سیالیت را کاهش می دهند: Ti، Cr، Al، S، V، Mo، W
3) عناصر شیمیایی که تمایل به انقباض حفره را افزایش می دهند: C, Cr, Mn, V, Mo, Ni.
4) عناصر شیمیایی برای کاهش تمایل به ترک حرارتی: V، Mn، Al، Si
5) عناصر شیمیایی که تمایل به ترک حرارتی را افزایش می دهند: S، Si، P، Cu، Mn، Cr، Mo، Ni.

تاثیر عناصر شیمیایی مختلف بر خواص ریخته گری فولاد ریخته گری.

1) کربن

کربن می تواند سیالیت فولاد ریخته گری را بهبود بخشد

2) سیلیکون
• سیلیکون می تواند نقطه ذوب فولاد ریخته گری را کاهش دهد و سیالیت را بهبود بخشد
• هنگامی که محتوای سیلیکون در فولاد ریخته‌گری کمتر از 0.4 درصد باشد، می‌توان تمایل به ترک داغ فولاد ریخته‌گری را بهبود بخشید. هنگامی که محتوای سیلیکون زیاد باشد، بلورهای ستونی به راحتی تشکیل می شوند و تمایل به ترک حرارتی را افزایش می دهند.

3) منگنز
• منگنز می تواند کریستالیزاسیون را کاهش داده و سیالیت فولاد ریخته گری را بهبود بخشد
• منگنز انقباض حجمی و انقباض خطی ریخته گری فولاد را افزایش می دهد و تمایل به ترک سرد و ترک گرم را افزایش می دهد.
• عنصر منگنز MnO را در فولاد ریخته گری تولید می کند که ماسه چسبناک شیمیایی را با سیلیس در ماسه قالب گیری تشکیل می دهد.

4) گوگرد
عناصر گوگردی MnS و تری سولفید آلومینیوم در فولاد ریخته‌گری شده تولید می‌کنند که سیالیت فولاد ریخته‌گری را کاهش می‌دهد و تمایل به ترک داغ را افزایش می‌دهد.

5) فسفر
فسفر می تواند سیالیت را بهبود بخشد، اما تمایل به ترک سرد و تمایل به ترک گرم را افزایش می دهد

6) مس
• مس می تواند نقطه ذوب فولاد ریخته گری را کاهش دهد، محدوده تبلور را باریک کند و سیالیت فولاد ریخته گری را بهبود بخشد.
• هنگامی که میزان مس در فولاد ریخته‌گری شده بیشتر از 1% باشد، عنصر مس به راحتی آزادانه رسوب می‌کند و در نتیجه تمایل به ترک‌خوردگی داغ افزایش می‌یابد. افزایش محتوای Si و منگنز می تواند حلالیت مس را در فولاد ریختگی افزایش دهد.

7) مولیبدن
• در محدوده کم آلیاژی، آلیاژهای مولیبدن می توانند سیالیت فولاد ریخته گری را کاهش دهند
• عنصر Mo تمایل فولاد ریخته گری را به کوچک شدن حفره ها کمی افزایش می دهد
• هنگامی که محتوای مولیبدن در فولاد ریخته‌گری کمتر از 1% باشد، MoS برای رسوب در مرز دانه‌ها تشکیل می‌شود، در نتیجه هدایت حرارتی فولاد ریخته‌گری کاهش می‌یابد، انقباض افزایش می‌یابد، تمایل به ترک سرد و ترک گرم افزایش می‌یابد.

8) وانادیوم
• هنگامی که محتوای وانادیوم در فولاد ریختگی 0.25٪ ~ 1.0٪ باشد، یک فیلم اکسید تشکیل می شود که سیالیت فولاد ریخته گری را اندکی کاهش می دهد.
• وانادیوم استحکام دمای بالا ریخته گری فولاد را افزایش می دهد و تمایل به ترک خوردگی ریخته گری را بهبود می بخشد

9) آلومینیوم
• هنگامی که آلومینیوم به عنوان اکسید زدا به فولاد ریخته گری اضافه می شود، اثر اکسید زدایی خوبی دارد و می تواند سیالیت فولاد ریخته گری را بهبود بخشد.
• هنگامی که آلومینیوم به عنوان یک عنصر آلیاژی اضافه می شود، به راحتی اکسید آلومینیوم و سولفید آلومینیوم تشکیل می شود و سیالیت را کاهش می دهد.
• افزایش تمایل به انقباض و ترک حرارتی

10) تیتانیوم
تیتانیوم می تواند به طور قابل توجهی سیالیت فولاد ریخته گری را کاهش دهد

11) کروم
• کروم به راحتی در فولاد ریخته گری ادغام و لایه اکسیدی ایجاد می کند که فولاد مذاب را ضخیم می کند و سیالیت فولاد مذاب را کاهش می دهد. هنگامی که محتوای کروم نسبتاً زیاد باشد، چین و چروک و موانع سرد به راحتی در ریخته گری فولاد ایجاد می شود.
• کروم همچنین باعث افزایش میزان انقباض بدن و افزایش تمایل به انقباض خواهد شد
• کروم رسانایی حرارتی فولاد ریخته گری را کاهش می دهد و تمایل به ترک گرم را افزایش می دهد

12) نیکل
• نیکل می تواند سیالیت فولاد ریخته گری را بهبود بخشد
• نیکل به راحتی در فولاد ریخته گری دندریت تولید می کند و تمایل به ترک داغ را افزایش می دهد

13) عناصر خاکی کمیاب
• عناصر خاکی کمیاب می توانند در گوگردزدایی و اکسید زدایی در فولاد مذاب نقش داشته باشند
عناصر خاکی کمیاب می توانند سیالیت فولاد مذاب را بهبود بخشند و در نتیجه تمایل به ترک خوردگی داغ را کاهش دهند.