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쉘 주조물의 파괴 결함 제어
2024년 10월 16일
인베스트먼트 주조 솔-실리콘 코팅 성능 시험 방법
2024-10-08 10:30:58
알루미늄 탈산을 위한 산성 용광로 사용 시 특히 주의하세요
취성 파괴는 정밀 주조에서 흔히 발생하는 결함 중 하나입니다. 특히 산성 용광로 라이닝을 사용하는 유도로(중파 유도로, 저주파 유도로)를 사용하여 용해하고 탈산을 위해 알루미늄을 사용하는 경우, 주조강 부품은 주조 중 취성 파괴가 발생하기 쉽습니다.
Ⅰ.개요
그림 1은 취성 파괴가 있는 인베스트먼트 주조물을 보여줍니다. 그림 2에서 볼 수 있듯이, 취성 파괴 주조물의 거시적 파괴 입자는 거칠고 암석 설탕과 유사합니다. 그림 3은 취성 파괴 주조물의 미세 구조를 보여줍니다.
그림 1. 인베스트먼트 주조의 취성 파괴
그림 2 취성파괴의 거시적 파괴
결정립계에 있는 알루미늄화물 100X 결정립계에 있는 탄소-붕소 화합물 160X
그림 3 취성파괴의 미세구조
Ⅱ. 원인
(1) 주조물 중 잔류 알루미늄의 양이 너무 많거나, 제련 공정이 부적절하거나, 조작이 부적절하여 주조물 중 잔류 알루미늄이 너무 많고, 결정립계에 알루미늄 질화물과 같은 알루미늄 화합물이 형성되어 주조물이 취성 파괴되는 원인이 됩니다.
(2) 주물 내 잔류 붕소 함량이 높습니다. 주물 입계에서 탄소-붕소 화합물 [M23(C•B)6]이 오스테나이트 입계를 따라 석출됩니다. 탄소와 붕소 화합물은 주물의 취성 파괴를 유발합니다. ① 노내벽재의 붕산은 고온에서 분해되어 제련 중 금속 용액에 유입됩니다. ② 장입물 내 붕소 함량이 높습니다.
(3) 주조방법의 세척이나 주조물의 부적절한 사용은 잔류응력과 외력이 중첩되어 주조물의 강도한계를 초과하게 되어 이때 취성파괴가 발생한다.
Ⅲ. 예방조치
(1) 주물 내 잔류 알루미늄 함량을 엄격히 관리합니다. 단일 알루미늄 탈산 대신 Si-Ca 및 Al 복합 탈산법을 사용합니다. (2) 알루미늄 첨가량을 관리합니다. 여기에는 알루미늄 진정 및 최종 탈산이 포함되며, 액상 금속에서 알루미늄 함량은 0.8% ~ 1.2%로 관리됩니다. (알루미늄 첨가량과 장입 조건이 매우 중요하며, 장입 녹이 심할 경우 첨가량을 상한으로 하고 하한을 적용합니다.) 주물의 잔류 알루미늄 함량은 0.03% ~ 0.07%입니다.
(2) 액상 금속의 붕소 함량을 조절하여 주물 중 붕소 함량이 0.005% 이하가 되도록 한다. ① 용광로 건설 공정을 개선하고, 용광로 충진 시 붕산 첨가량을 엄격히 관리한다. ② 장입 중 붕소 함량을 엄격히 관리한다.
(3) 주조물의 세척방법이나 주조물의 사용방법을 개선하여 외부의 힘에 의한 갑작스러운 충격을 피한다.