معرفة

أهمية إزالة الأكسدة الكافية في صناعة الصلب

لتحسين الجودة المعدنية للفولاذ المصبوب، تُعدّ معالجة إزالة الأكسدة خطوةً حاسمةً. فيما يلي تحليلٌ لأهمية إزالة الأكسدة في عملية معالجة الفولاذ المصبوب:

 

أولا: ضرورة إزالة الأكسدة

1. الآثار الضارة للأكسجين على الفولاذ المصبوب:

تكوين المسامية: أثناء تصلب الفولاذ المصهور، ومع انخفاض ذوبان الأكسجين بشكل ملحوظ مع انخفاض درجة الحرارة، يتفاعل الأكسجين المترسب مع الكربون في الفولاذ المصهور لتكوين فقاعات أول أكسيد الكربون. إذا بقيت هذه الفقاعات في الفولاذ، فإنها تُصبح مسامية، مما يؤثر بشكل خطير على كثافة الفولاذ المصبوب وخواصه الميكانيكية.

تفاقم ميل التشقق الساخن: عندما يكون محتوى الأكسجين في الفولاذ المنصهر مرتفعًا جدًا، فإن FeO2 وFeS2 سيشكلان مادة يوتكتيكية منخفضة نقطة الانصهار (FeO2·FeS2) عند الالتقاء، والتي يتم توزيعها بطريقة تشبه الفيلم على حدود الحبوب، مما يجعل الفولاذ المصبوب عرضة للتشقق الساخن أثناء التصلب.

تكوين شوائب غير معدنية: يتفاعل الأكسجين مع عناصر مختلفة لتكوين شوائب أكسيدية. إذا بقيت هذه الشوائب في الفولاذ، فإنها تُقلل بشكل كبير من لدونته ومتانته تحت تأثير الصدمات وخصائصه الميكانيكية الأخرى.

 

2. ضمان جودة السبائك المصبوبة: يمكن أن تعمل معالجة إزالة الأكسدة على تقليل محتوى الأكسجين في الفولاذ بشكل كبير وتقليل تكوين الشوائب غير المعدنية، وبالتالي ضمان أن السبائك المصبوبة لها بنية تصلب جيدة وخصائص ميكانيكية.

 

II. طرق إزالة الأكسدة وتأثيراتها

 

1. طريقة إزالة الأكسدة بالترسيب:

المبدأ: تُضاف مُزيلات الأكسدة على شكل كتل (مثل الفيرسيليكون، والفيرمنغنيز، والألومنيوم، إلخ) مباشرةً إلى الفولاذ المنصهر. تتفاعل مُزيلات الأكسدة مع الأكسجين في الفولاذ المنصهر من خلال تفاعلات الترسيب، مُنتجةً نواتج إزالة أكسدة غير قابلة للذوبان في الفولاذ المنصهر.

التأثير: تتميز طريقة إزالة الأكسدة بالترسيب بسرعة إزالة أكسدة عالية، إلا أن إزالة نواتج إزالة الأكسدة قد تؤثر على تأثيرها. من خلال تحسين نوع وكمية عوامل إزالة الأكسدة، بالإضافة إلى تحسين تقليب الفولاذ المنصهر وتأثير امتصاص طبقة الخبث، يمكن تحسين كفاءة إزالة نواتج إزالة الأكسدة.

2. طريقة إزالة الأكسدة بالانتشار:

المبدأ: الاستفادة من سلوك انتشار الأكسجين في الفولاذ المنصهر. رشّ مواد مزيلة للأكسدة (مثل مسحوق الفيروسيليكون، ومسحوق الألومنيوم، إلخ) على سطح الخبث لتقليل محتوى الأكسجين فيه، مما يُخلّ بتوازن ذوبان الأكسجين بين الخبث والفولاذ المنصهر، ويؤدي إلى انتشار الأكسجين في الفولاذ المنصهر إلى الخبث.

التأثير: لا تُلوِّث طريقة إزالة الأكسدة بالانتشار الفولاذ المصهور، ولكن سرعة إزالة الأكسدة بطيئة نسبيًا. من خلال تحسين تركيب وسمك طبقة الخبث، بالإضافة إلى تحسين التلامس والتحريك بين الفولاذ المصهور وطبقة الخبث، يُمكن تحسين كفاءة إزالة الأكسدة بالانتشار.

 

ثالثًا. اختيار وتطبيق مزيلات الأكسدة

1. مزيلات الأكسدة الشائعة:

حديد السيليكون: يتميز السيليكون بتقارب قوي مع الأكسجين، ونواتج إزالة الأكسدة SiO₂ عبارة عن جسيم صلب ذو درجة انصهار عالية. ورغم صعوبة إزالته، إلا أن حديد السيليكون لا يزال عاملًا أساسيًا لإزالة الأكسدة في صناعة الصلب.

حديد المنغنيز: يُعدّ المنغنيز مزيلًا للأكسدة ضعيفًا، ولكن وجوده في صورة محلول صلب في الفولاذ يُعززه ويُحسّن خصائصه الميكانيكية. لذلك، يُستخدم حديد المنغنيز غالبًا مع مزيلات أكسدة أخرى.

الألومنيوم: يُعد الألومنيوم أكثر المواد المُزيلة للأكسدة استخدامًا، حيث يتميز بقدرة عالية على إزالة الأكسدة. ناتج إزالة الأكسدة Al₂O₃ عبارة عن جسيم صلب يسهل طفوه وإزالته. مع ذلك، يتميز الألومنيوم بثقل نوعي أقل بكثير من الفولاذ المنصهر، وهو عرضة للأكسدة والفقد. لذا، يجب اتخاذ التدابير اللازمة لتحسين معدل استخدامه.

مزيلات الأكسدة المركبة: مثل سبائك السيليكون والمنجنيز، وسبائك السيليكون والمنجنيز والألومنيوم، وما إلى ذلك. من خلال الجمع بين عناصر مزيلة للأكسدة متعددة، يمكن تحقيق تأثيرات مزيلة للأكسدة أفضل.

 

2. استخدام مزيلات الأكسدة:

قم باختيار مزيلات الأكسدة وطرق إزالة الأكسدة المناسبة بناءً على نوع الفولاذ وعملية الصهر.

يجب التحكم بشكل صارم في كمية إضافة المواد المؤكسدة وتوقيت إضافتها لتجنب الإضافة المفرطة أو المبكرة، والتي قد تؤدي إلى صعوبة إزالة منتجات إزالة الأكسدة أو التقلبات في تركيب الفولاذ المنصهر.

تعزيز تحريك الفولاذ المنصهر وتأثير الامتزاز لطبقة الخبث لتحسين كفاءة إزالة منتجات إزالة الأكسدة.

 

رابعًا. تأثير إزالة الأكسدة على الجودة المعدنية للصلب المصبوب

 

1. تعزيز نقاء الفولاذ: من خلال معالجة إزالة الأكسدة، يمكن تقليل محتوى الأكسجين والشوائب غير المعدنية في الفولاذ بشكل كبير، وبالتالي تحسين نقاء الفولاذ.

2. تحسين الخصائص الميكانيكية للصلب: يمكن أن تعمل معالجة إزالة الأكسدة على تقليل تكوين العيوب مثل المسامية والتشقق الساخن، وتعزيز الخصائص الميكانيكية للصلب، بما في ذلك اللدونة ومتانة التأثير.

3. تثبيت تركيبة الفولاذ المنصهر: يمكن لمعالجة إزالة الأكسدة المعقولة التحكم في محتوى الأكسجين وشكل التضمين في الفولاذ المنصهر، مما يساعد على تثبيت تركيبة الفولاذ المنصهر وضمان جودة الكتل المصبوبة.

 

تتمتع فيجور بخبرة تزيد عن 18 عامًا في مجال الصب. إذا كانت لديك أي أسئلة أو استفسارات حول تطوير المنتجات أو تحسين سلسلة التوريد الخاصة بك، فلا تتردد في التواصل معنا على info@castings-forging.com