Caratteristiche organizzative della billetta ad anello 42 CrMo La figura 1 è la simulazione numerica al computer del tessuto solidificato mediante la colata centrifuga verticale alla velocità di colata di 480 rad/s, la temperatura di colata di 1500 gradi, il diametro esterno della colata di 1000 mm, il diametro interno di 360 mm e i parametri di processo del raffreddamento ad acqua fuso. Figura 4. Come si può vedere dalla figura, la parete esterna della colata anulare è una regione cristallina isopassiale fine uniforme. All'interno della colata, la grana cambia dal fine cristallo isopassiale alla spessa regione del cristallo colonnare, e il cristallo colonnare diventa sempre più grande. Ciò è dovuto alla lega nel processo di solidificazione della colata centrifuga, quando il metallo liquido nella colata, il raffreddamento della parete, il nodo iniziale, la solidificazione del cristallo, il calore latente cristallino è perpendicolare alla dissipazione continua del calore verso l'esterno della parete del getto, quindi il metallo all'impostazione nella solidificazione del processo di colata centrifuga, poiché la parete di colata è fredda e la parete di colata è fredda, ma la spruzzatura d'acqua, quando il metallo ad alta temperatura incontra la parete di colata a bassa temperatura, vicino alla parete di metallo con un forte effetto di raffreddamento, produce grande grado di sovraraffreddamento e un gran numero di nuclei eterogenei. Questi nuclei a freddo si sciolgono nella crescita dei denditi, a causa della dissipazione del calore della cristallizzazione senza direzionale, e molti nuclei si bloccano l'un l'altro continuano a crescere, quindi vicino all'area della parete di colata circolare formano una minuscola organizzazione cristallina assiale, con l'aumento dello spessore di solidificazione e della formazione stabile del guscio di solidificazione, grano direttamente, dalla superficie del cristallo assiale fine un po 'di grano per la crescita della base, sviluppata dalla crescita verso l'esterno e interna dell'area del cristallo colonnare. A causa del raffreddamento della barriera dello strato di coagulazione, la velocità di raffreddamento del liquido della lega è ridotta, con conseguente velocità di solidificazione della lega inferiore, il liquido della lega del processo di colata centrifuga è principalmente controllato dalla temperatura di raffreddamento unidimensionale, in questo momento, condizioni di dissipazione del calore unidirezionale a l'interfaccia solido-liquido, sotto l'azione del flusso di calore unidirezionale, la lega lungo la crescita della colata dell'anello radiale, così formata nella colonna dell'area di Figura 1 (b). A causa della crescita selettiva, nello sviluppo del cristallo colonnare, maggiore è la distanza dalla parete, più i cristalli sfavorevoli vengono eliminati, più concentrata è la direzione del cristallo colonnare e maggiore è la dimensione del grano, come mostrato nella Figura 1 (c).
3 Ragioni della segregazione macroscopica 3.1 Durante la solidificazione della colata centrifuga, il metallo liquido rotante è soggetto alla forza centrifuga radiale e verticale, e alla gravità rettilinea verso il basso. La forza centrifuga è proporzionale al raggio di rotazione e proporzionale al quadrato della velocità di rotazione angolare:
F è lontano da m2r
Dove: F è la forza centrifuga del metallo liquido; m è la massa del metallo liquido; è la velocità angolare rotante del getto. Come per l'accelerazione di gravità nel campo gravitazionale, il liquido metallico avrà un'accelerazione centrifuga nel campo di forza centrifuga rotante. la composizione originaria della fase solida e della fase liquida. Pertanto, porta a drastici cambiamenti nella composizione della lega. Secondo l'equazione di segregazione macroscopica p, la velocità media del flusso di lega e la sua velocità di raffreddamento di solidificazione sono la polarizzazione macroscopica
u 1
L'analisi gioca il ruolo principale. Quando il suo risultato è 1, nessuna segregazione. A causa dell'effetto della forza centrifuga, la sua velocità di flusso viene accelerata, quando la velocità di flusso del liquido della lega v. Contrariamente alla direzione della velocità di solidificazione u, il liquido scorre dall'estremità calda della regione a due fasi all'estremità fredda, cioè , dal flusso interno con meno soluto alla radice dell'area ricca di soluto, producendo segregazione negativa, e in caso contrario, producendo segregazione positiva indietro. In questo studio, sotto l'influenza di elementi di lega, il cromo ha una forte affinità con il carbonio, che riduce la velocità di diffusione del carbonio, aumenta il periodo di incubazione della decomposizione dell'austenite sottoraffreddata e rallenta la velocità di solidificazione, generando così la segregazione.3.3 Segregazione degli strati La figura 4 è un diagramma schematico del flusso di liquido metallico sulla sezione assiale del getto. Quando il liquido della lega nel getto, il liquido metallico sotto forma di flusso di flusso assiale, movimento, vale a dire il primo strato di liquido metallico ① fa flusso assiale, a causa della riduzione della temperatura, la velocità del flusso, piccola, la velocità di il primo flusso ② flusso e oltre il primo flusso, flusso e così via, a causa delle condizioni di solidificazione della temperatura, come temperatura, velocità e differenza di tessuto, formate sotto forma di anelli concentrici.
3.4 Misure per ridurre la segregazione Le misure per ridurre la macrosegregazione sono: ① Scegliere la velocità di colata appropriata, in modo che il liquido della lega abbia
Una velocità di flusso adeguata.② Aggiungere l'agente di incubazione nel processo di solidificazione del liquido della lega per accelerare la solidificazione.③ Prendere il metodo di raffreddamento appropriato per ridurre il tempo di solidificazione dell'area bifase solido-liquido e aumentare il tempo di raffreddamento della solidificazione per quanto possibile.
Caratteristiche tissutali e macroanalisi della lega Cu-17Ni-3Al-X colata di lega di rame Cu-17Ni-3Al-X con diametro del cerchio esterno di 265 mm, spessore di circa 50 mm e un'altezza di 125 mm sono stati preparati con il metodo della colata centrifuga. Le caratteristiche del tessuto e la macro-segregazione della colata in lega di rame sono state studiate mediante metallografia e sonda elettronica. I risultati mostrano che ci sono due forme di cristallo isoassiale e di cristallo cilindrico nella colata, che sono distribuite nella parete esterna e nella parete interna della colata, e distribuite al centro della colata e nell'area vicino alla parete interna della colata . Nella combinazione principale, gli elementi d'oro Cu, Ni e Al mostravano una leggera segregazione macroscopica lungo le direzioni radiale e assiale della colata, ma erano ancora all'interno dell'intervallo di progettazione della lega.2 Risultati del test 2.1 Caratteristiche del tessuto della colata Il tipico le caratteristiche macroscopiche del tessuto del getto sono mostrate in Figura 2. Dalla figura si può vedere che la morfologia macroscopica del tessuto del getto è simmetrica lungo il getto; l'organizzazione macroscopica del getto può essere suddivisa in quattro aree ovviamente diverse: la zona isoassiale fine della parete esterna del getto (①, parallela al getto (ID, zona isoassiale grossolana (II) in prossimità della parete interna del getto, IV vicino all'estremità della parete interna del getto).Le caratteristiche organizzative di queste 4 regioni sono riportate nella Tabella 1.
Il motivo è che il flusso del metallo fuso e la ridistribuzione degli atomi di soluto non provocano cambiamenti drastici nella composizione della lega. Secondo la formula discriminante della segregazione macroscopica, le condizioni per eliminare la segregazione macroscopica sono:
v / u / ( 1)
Quando si determina la lega, si determinano la velocità media del flusso del liquido nella dendrite e la velocità di solidificazione della lega u. Per la lega solidificata e contratta, quando la velocità media del flusso del liquido nella dendrite e la velocità di solidificazione della lega sono in direzione opposta, minore è la velocità media del flusso del liquido e maggiore è, più favorevole è ridurre segregazione macroscopica. Durante la colata centrifuga, la velocità del flusso della forza centrifuga e della forza coridiana è generalmente accelerata, il che è sfavorevole per inibire la segregazione macroscopica. Tuttavia, in questo studio, poiché i componenti principali sono rame e nichel, la loro differenza di densità nella fusione è molto piccola, inoltre, il raffreddamento ad acqua di colata centrifuga, può affinare efficacemente la dendrite, migliorare la velocità di solidificazione della lega, soprattutto perché lo spessore della parete di il grezzo di colata (circa 55 mm), può inibire efficacemente il flusso di fusione, in modo da eliminare o ridurre lo scopo della segregazione macroscopica della colata.
Secondo i requisiti di RCC-M, il materiale della conduttura principale dell'isola nucleare della centrale nucleare del reattore ad acqua pressurizzata del reattore CPR1000 è acciaio inossidabile austenite (marchio francese Z3CN 20-09 M). Questo test ha determinato il contenuto di ferro della condotta principale secondo il diagramma di shevler MC1000 (Schaeffler) e le sezioni MC1340 e ha analizzato le ragioni delle differenze nei risultati di rilevamento dei diversi metodi. Sulla base dell'esperienza di produzione del gasdotto principale e del contenuto di RCC-MM3406, sono state analizzate le ragioni della crescente distribuzione del contenuto di ferro del gasdotto. Vengono riassunti l'ambito di applicazione del metodo di valutazione del contenuto di ferrite e MC1340, la determinazione del contenuto di ferrite e il metodo di eliminazione della distribuzione non uniforme della ferrite nel canale principale.
Lo svantaggio della colata centrifuga è il liquido metallico rotante sotto l'azione della forza centrifuga, l'alta densità di elementi, l'organizzazione ha una tendenza maggiore alla deposizione della parete (la superficie esterna del tubo centrifugo) e la minore densità, elemento e organizzazione ha una tendenza più ampia a migrare verso la superficie interna, questo fenomeno è chiamato colata centrifuga galleggiante, fenomeno esterno, farà sì che la segregazione della composizione della colata, come la colata principale dell'acciaio inossidabile di austenite del tubo centrifugo, gli elementi di carbonio, azoto, fosforo e zolfo galleggino sull'interno superficie del tubo centrifugo ed elementi ad alta densità sulla superficie esterna del tubo centrifugo. Combinato con il materiale del tubo centrifugo in RCC-M Z3CN20-09M austenite un acciaio inossidabile ferritico, inclusi carbonio, azoto, fosforo, zolfo e altri elementi la densità è di gran lunga inferiore a quella del ferro, versando l'acciaio metallico nella fusione processo di raffreddamento cavo (raffreddamento naturale), dalla forza centrifuga alla migrazione della parete interna, in modo che il carbonio, l'azoto, il fosforo, lo zolfo e altri elementi dall'aspetto della superficie interna aumentino. Nella Tabella 2 sono stati selezionati due gruppi di campioni di prova, e il contenuto di azoto è stato determinato mediante metodo spettroscopico. I risultati sono mostrati nella Tabella 3 e l'inferenza di cui sopra è ulteriormente confermata.
Si può vedere dalla metallografia e dal diagramma di Schevler e dal diagramma di DeLong da esso derivato che il carbonio e l'azoto sono gli elementi più influenti che promuovono la formazione o la stabilizzazione dell'austenite. Nel diagramma DeLong, il carbonio e l'azoto nell'elemento della formula di calcolo dell'equivalente di nichel sono il 30%. Si conclude che l'aumento del contenuto di ferrite nel tubo centrifugo dalla parete interna alla parete esterna è l'aumento di carbonio e azoto dalla superficie esterna alla superficie interna e il galleggiamento interno e la sedimentazione della colata del tubo centrifugo.2.3 Controllo di componenti per colata centrifuga Nella produzione industriale, i componenti per colata centrifuga vengono spesso utilizzati per produrre getti con proprietà di gradiente, come getti compositi metallici con elevata resistenza all'usura sulla superficie interna. Inoltre, dopo la colata centrifuga, il tubo di colata centrifuga a raffreddamento rapido (tubo della centrifuga raffreddato ad acqua) è più piccolo del tubo di colata centrifuga con raffreddamento ad aria e la distribuzione del ferro è relativamente uniforme. Il tester di ferrite MP30 è stato utilizzato per determinare il contenuto di ferro a 1/4 della superficie interna, 1/2 e 1/4 della superficie esterna di Yangjiang 1 unità. Il punto di rilevamento è mostrato nella Figura 6 e i risultati sono mostrati nella Tabella 4. Secondo la Tabella 4, dopo la colata centrifuga è stato adottato il raffreddamento rapido a spruzzo d'acqua, senza un evidente aumento della distribuzione del ferro dalla parete d'acqua interna alla parete esterna.(3 ) Come si può vedere dalla metallografia e dal diagramma di DeLong, l'azoto è simile al carbonio, che favorisce la formazione di austenite o di elementi stabili di austenite. Nell'analisi della composizione e nel controllo del forno tubolare centrifugo principale, oltre a soddisfare il contenuto di ferrite di RCC-MM3406 valutato dal diagramma Shevler, è necessario controllare anche l'azoto e altri elementi residui.(4) Quando la centrifuga in acciaio inossidabile ferrite austenite il tubo viene colato, il liquido metallico ad alta temperatura viene solidificato dalla forza centrifuga. Poiché la densità dell'azoto e del carbonio è di gran lunga inferiore a quella del ferro, tende a migrare verso la parete interna della provetta da centrifuga, il che porta alla segregazione del contenuto delle ferite a causa della segregazione dei componenti. Il metodo per controllare la composizione e la segregazione dei tessuti del tubo di centrifuga in acciaio inossidabile austenite-ferrite è la centrifugazione raffreddata ad acqua. Allo stesso tempo, la colata centrifuga produce la caratteristica della segregazione della composizione, che può produrre prodotti speciali e getti con requisiti prestazionali.
