معرفة

العناصر النزرة في الحديد المطاوع

أثناء عملية تصنيع الحديد المطاوع، توجد مجموعة من العناصر النزرة التي تتداخل مع عملية التكور. على الرغم من أن النسبة الكتلية لهذه العناصر في الحديد المطاوع لا تتجاوز بضعة أجزاء لكل عشرة آلاف أو بضعة أجزاء لكل مئة ألف، إلا أنها قد تؤثر بشكل كبير على عملية التكور. يرتبط هذا التداخل ارتباطًا وثيقًا بمحتوى المغنيسيوم في المصهور ومعدل التبريد، وتتداخل معه تأثيرات مختلف العناصر المتداخلة.

 

تشمل العناصر المتداخلة الشائعة Sb و Sn و Bi و Te و Pb و Ti و Se و As وما إلى ذلك. يمكن تصنيف هذه العناصر وفقًا لخصائص استهلاكها للمغنيسيوم: ينتمي Te و Se إلى النوع المستهلك للمغنيسيوم، والذي يميل إلى الاتحاد مع المغنيسيوم ويعزز تكوين الجرافيت الدودي والجرافيت غير المبرد والجرافيت الرقائقي؛ ينتمي Sb و Sn و As و Ti إلى نوع فصل حدود الحبوب، والذي يميل إلى تكوين الجرافيت المشوه عند حدود الحبوب؛ بينما ينتمي Pb و Bi إلى النوع المختلط، مما يشكل الجرافيت المشوه عند محتوى منخفض ويعزز تكوين الجرافيت غير المبرد والجرافيت الرقائقي عند محتوى مرتفع.

 

لكبح التأثير المضاد للكروية لهذه العناصر النزرة المتداخلة أو لتوسيع نطاقها المسموح به، يمكن إضافة عناصر أرضية نادرة إلى الحديد المطاوع. يجب تعديل كمية العناصر الأرضية النادرة المضافة وفقًا لنقاء الحديد المنصهر، وعادةً ما يكون من المناسب أن تصل نسبة كتلة السيريوم المتبقية إلى 0.03%.

 

تجدر الإشارة بشكل خاص إلى عنصر الرصاص. عندما يحتوي سائل الحديد على الرصاص، وتتراوح نسبة كتلته بين 0.01% و0.05%، لتحقيق معدل كروي يتجاوز 85%، يجب أن تتجاوز نسبة كتلة المغنيسيوم المتبقي 0.6%، كما يجب أن تتجاوز نسبة كتلة السيريوم المتبقي 0.05%.

 

وبعد ذلك سوف نتطرق إلى أبرز هذه العناصر النزرة.

 

Sbالأنتيمون، وهو عنصر فلزي، يتميز بخصائص فيزيائية وكيميائية فريدة. رمزه العنصري هو Sb، ورقمه الذري 51، وتتراوح كتلته الذرية النسبية بين 175 و176. في درجة حرارة الغرفة، يظهر الأنتيمون كبلورة صلبة بيضاء فضية، هشة ودرجة انصهاره منخفضة نسبيًا تبلغ 630 درجة مئوية، بينما تصل درجة غليانه إلى 1635 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك، يتميز الأنتيمون بخصائص كيميائية مستقرة نسبيًا؛ فهو لا يتفاعل مع الأكسجين في درجة حرارة الغرفة، ولكنه يمكن أن يتحد معه لتكوين ثالث أكسيد الأنتيمون عند درجات حرارة عالية. علاوة على ذلك، لا يذوب الأنتيمون في الماء والأحماض والقواعد الشائعة، ولكنه يذوب في الماء الملكي وحمض الكبريتيك المركز الساخن.

 

الخصائص الفيزيائية

يتميز الأنتيمون بخصائص فيزيائية مميزة. فهو مادة صلبة بلورية بيضاء فضية اللون، هشة وقابلة للانصهار. في درجة حرارة الغرفة، ورغم أن موصليته الكهربائية والحرارية ليست بجودة موصلات المعادن الأخرى، إلا أنه يتمتع بأهمية تطبيقية فريدة. والجدير بالذكر أن الأنتيمون يتفاعل مع الأكسجين عند درجات حرارة عالية لتكوين ثالث أكسيد الأنتيمون. هذه الخاصية تجعله بالغ الأهمية في بعض التطبيقات.

 

الخواص الكيميائية

على الرغم من ثبات خصائص Sb الكيميائية نسبيًا، إلا أنه يتفاعل مع عناصر ومركبات مختلفة في ظل ظروف محددة. يُكوّن Sb نوعين من الهاليدات، من بينها هاليدات ثلاثية وخماسية تختلف في تكويناتها المكانية. بالإضافة إلى ذلك، تُبدي أكاسيد Sb، مثل ثلاثي أكسيد Sb وخماسي أكسيد Sb، خصائص أمفوتيرية، ويمكنها التفاعل مع الأحماض لتكوين أملاح Sb المقابلة.

 

للأنبوب أربعة أشكال متآصلة: الأنبوب الرمادي، والأنبوب الأسود، والأنبوب الأصفر، والأنبوب المتفجر. تُظهر هذه الأشكال المتآصلة اختلافات معينة في الخواص الفيزيائية والكيميائية، مما يمنح الأنبوب خصائص متنوعة في التطبيقات.

 

الوجود والاستعداد

في الطبيعة، يوجد الأنتيمون بشكل رئيسي في معدن الكبريتيد ستيبنيت. تشمل الطرق الصناعية لتحضير الأنتيمون التحميص وعمليات الاختزال عالية الحرارة. تُمكّن هذه الطرق من استخلاص الأنتيمون بكفاءة واستخدامه في مجالات مختلفة.

 

تطبيق

يُستخدم الأنتيمون ومركباته على نطاق واسع في مجالات متنوعة نظرًا لخصائصه الفريدة. فعلى سبيل المثال، يتميز بخصائص ممتازة في مقاومة اللهب والتآكل. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الأنتيمون ليس عنصرًا أساسيًا للحياة، ويشكل خطرًا سامًا ومسرطنًا على الكائنات الحية. لذلك، يجب توخي الحذر الشديد عند استخدام الأنتيمون ومركباته.

 

دور Sb في الحديد المطاوع

أثناء إنتاج الحديد المطاوع، يُمكن لإضافة كمية مناسبة من الأنتيمون تحسين استدارة كرات الجرافيت بشكل ملحوظ وزيادة عددها. ويتجلى هذا التأثير بشكل خاص في إنتاج الحديد المطاوع كبير المقطع. فمن خلال المعالجة بالتلقيح وإضافة 0.05% من الأنتيمون كتلةً، يُمكن الحصول على كرات جرافيت شديدة الاستدارة، ويتضاعف عددها تقريبًا مقارنةً بالحالة بدون الأنتيمون. يُقدم هذا الاكتشاف أفكارًا وطرقًا جديدة لإنتاج الحديد المطاوع.

يمكن أن تزيد إضافة الأنتيمون من كمية البيرلايت في مصفوفة الحديد المطاوع. عادةً، يتم التحكم في الكمية المناسبة لإضافة الأنتيمون ضمن نطاق يتراوح بين 0.06% و0.1% كتلة. لتحسين أداء الحديد المطاوع كبير المقطع، بالإضافة إلى إضافة الكمية المناسبة من الأنتيمون، يجب إضافة كمية معينة من العناصر الأرضية النادرة. في إنتاج الحديد المطاوع التقليدي، عادةً ما يُحدد محتوى العناصر الأرضية النادرة المتبقية عند 0.1% إلى 0.3% كتلة.

 

إذا كان لديك أي أسئلة أو طلبات أو أجزاء جديدة من مصبوبات الحديد المطاوع تحتاج إلى تطوير أو تحسين سلسلة التوريد الخاصة بك، فلا تتردد في الاتصال بنا على info@castings-forging.com