מדוע הרכב הסיליקון של Ferro קובע את התוצאות במורד הזרם
סיליקון פררו מתווסף למתכת מותכת לשלוש מטרות: להסיר חמצן, להתאים את תכולת הסיליקון ולהשפיע על האופן בו נוצר פחמן בזמן שהמתכת מתמצקת. שלושתם תלויים בהרכב הכימי של הסגסוגת ולא במחיר שלה לטון. שני חלקים מאותו כיתה נומינלית יכולים להתנהג אחרת במצקת אם אחד נושא פחמן גבוה יותר, יותר אלומיניום או רמת זרחן שונה, וההבדל הזה מופיע לרוב רק ביציקה המוגמרת.
ייעוד הציון עצמו הוא קיצור של תכולת הסיליקון הנומינלית: FeSi45, FeSi65, FeSi70, FeSi72 ו-FeSi75 מכילים בערך 45, 65, 70, 72 ו-75 אחוז סיליקון בהתאמה. האיזון הוא ברזל יחד עם כמויות קטנות אך מכריעות של פחמן, אלומיניום, סידן, מנגן, זרחן וגופרית. על הקונים להתייחס לנתון הנומינלי כנקודת מוצא ולספקטרום הטומאה כמפרט האמיתי.
תכולת סיליקון: הסרת חמצון וכוח סגסוגת
סיליקון הוא אלמנט הסגסוג הליבה. דרגות סיליקון גבוהות יותר כגון FeSi75 מספקות יותר קיבולת שחרור חמצון לכל טון נטען, מייצרות פחות ירידה בטמפרטורה במצקת מאשר תוספת הסיליקון המקבילה שנעשתה בדרגה נמוכה יותר, ומשאירות פחות חמצן שיורי בפלדה או ברזל. בבתי יציקה של ברזל, סיליקון מקדם גם גרפיטציה, כך שהרמה הנבחרת משפיעה ישירות אם היציקה מתמצקת כברזל אפור או כברזל רקיע.
דרגות נמוכות יותר, כגון חליפת FeSi45, עולות-יישומים רגישים שבהם תוספת הסיליקון הנדרשת היא צנועה ובהם קביל משקל טעינה מעט יותר גדול. כלל ההחלטה המעשית הוא לציין את הדרגה הנמוכה ביותר שעומדת ביעד המתכתי מבלי להוסיף יותר-סיליקון, מכיוון שעודף סיליקון מעלה את השבריריות ועלול לפגוע ביכולת העיבוד.
פחמן ואלומיניום: מבנה ויצירת גרפיט
פַּחמָן.אפילו כמה מאיות האחוז חשובות בתרגול המסת פחמן נמוך. פחמן בסגסוגת פועל כהשפעה גרפית ויכול לתרום למשקעי קרביד, דבר שרצוי בכמה מגהצים אפורים-עמידים לבלאי אך מזיק בברזל רקיע שבו הוא יכול להפריע להיווצרות גושים. דרגות עם פחמן נמוך בשליטה הדוקה מועדפות לכן לטיפול בברזל רקיע.
אֲלוּמִינְיוּם.אלומיניום הוא מסיר חמצון חזק ומועיל בתרגול פלדה מומתת, אך רמה בלתי מבוקרת בדרגת יציקה גורמת לחורים, נקבוביות תת-קרקעית ותכלילים מסוג סיגים. מכיוון שקשה להסיר אלומיניום לאחר שהוא נכנס להיתך, יש לאכוף את מגבלת המפרט אצל הספק ולא לתקן במפעל.
מנגן וגופרית: נזילות ופריכות חמה
יש לשפוט מנגן וגופרית ביחד. הגופרית מזיקה בפני עצמה: היא יוצרת סרטי ברזל גופרתיים נמסים בגבולות התבואה וגורמת לשבירות חמה, המתבטאת בסדק או קריעה במהלך התמצקות וגלגול. מנגן נוגד זאת על ידי שילוב עם גופרית ליצירת גופרית נמסה יותר, שהוא הרבה פחות מזיק, והוא גם משפר את מצב הסיגים ואת נזילות המתכת בחתכים דקים.
המשמעות המעשית היא שתכולת המנגן בסגסוגת שימושית רק ביחס לעומס הגופרית של ההיתוך. כיתה עם איזון מנגן לגופרית נוח מעניקה מתכת נקייה ונוזלת יותר ליציקות דפנות-, בעוד שיחס לא נוח מותיר את הגופרית חופשית לגרום נזק למרות שנתון המנגן נראה מקובל על הנייר.
זרחן: סיכון ההתפרקות
זרחן מוריד את הקשיחות ומעלה את טמפרטורת המעבר השברירית-ל-של פלדה וברזל. ביציקות ובפרזול שחייבים לספוג פגיעות או לפעול בטמפרטורה נמוכה, תכולת הזרחן היא אחד המגבלות הראשונות שיש להדק, ובסגסוגות ברזל נמוכות פחמן הזרחן המוכנס על ידי תוספת הסיליקון ברזל הוא לרוב חלק משמעותי ממאזן הזרחן הכולל. מסיבה זו ספקי רכיבים מדויקים מציינים רמת זרחן מקסימלית בסגסוגת במקום לקבל דרגת מסחרית סטנדרטית.
התאמת ציון ליישום במורד הזרם
| יישום במורד הזרם | ציון אופייני | סיבה לבחירה |
|---|---|---|
| ברזל יצוק אפור לצינורות, בתים ובסיסי מכונות | FeSi65 עד FeSi70 | מקדם מורפולוגיה חיובית של גרפיט ומשפר חוזק מתיחה ויציבות תרמית |
| ברזל רקיע לגלגלי שיניים, מארזי משאבה וחלקי לחץ | FeSi72 עד FeSi75 עם דל פחמן ואלומיניום נמוך | תומך בנודוליזציה ומונע הפרעות קרביד במבנה הגרפיט |
| הסרת חמצון מבנית וסגסוגת פלדה | FeSi65 עד FeSi75 | יעילות שחרור חמצון גבוהה עם אובדן טמפרטורה מבוקר במצקת |
| ייצור פלדה כללי-רגיש לעלות | FeSi45 | עלות נמוכה יותר לטון סגסוגת כאשר משקל טעינה גדול יותר מקובל |
| ייצור לא-ברזליים וסגסוגות מיוחדות | טוהר גבוה FeSi75 | נדרשת תכולה נמוכה של רכיבי נווד לניקיון המוצר במורד הזרם |
| פלדה שבה חשובים קשיחות ההשפעה או שירות בטמפרטורה נמוכה | כל כיתה עם מגבלת זרחן מהודקת | זרחן מגביל את הקשיחות, כך שהגבול חשוב יותר מנתון הסיליקון הנומינלי |
מפרט ובדיקה נכנסת
בקרת ההרכב פועלת רק אם המפרט כתוב במונחים של האלמנטים החשובים בפועל ואם כל משלוח נבדק מולו.
ציין סיליקון כטווח עם פיזור מקסימלי, לא כמינימום בודד, כך שחלקים עוקבים יישארו ניתנים להחלפה בהמסה.
הגדר מקסימום מפורש עבור פחמן, אלומיניום, זרחן וגופרית, וציין אם כל מגבלה חלה על ניתוח החלקה או על הממוצע של המסירה.
בדוק את התפלגות גודל החלקיקים כאשר החומר משמש לחיסון מאוחר או להזנת חוט, שכן שברים עדינים מתמוססים באופן שונה מגושים גסים.
שמרו דגימה מכל משלוח והשוו כל ניתוח חדש מול הממוצע השוטף של חלקות קודמות; ממוצע משתנה מעיד על שינוי בשיטות חומרי הגלם או התנור של הספק לפני שהוא הופך לתלונת לקוח.
הסכם מראש כיצד מטופל במגרש שאינו תואם, כולל שיטת ההתייחסות שבה יש להשתמש אם תוצאה נתונה במחלוקת.
בטיפול כך, הרכב סיליקון בר מפסיק להיות תעודה שמתויקת והופך למנוף על איכות היציקה: הציון נבחר לעבודה המטלורגית, גבולות הטומאה נקבעים למצב הכשל החשוב, וכל משלוח מאומת מול שניהם.
שאלות נפוצות
ש: האם ציון סיליקון גבוה יותר תמיד נותן תוצאות טובות יותר?
לא תמיד. דרגות סיליקון גבוהות יותר מעניקות יותר כוח ניקוי חמצון לטון, אך יתר-הוספת סיליקון מעלה את השבריריות ועלולה לפגוע ביכולת העיבוד. הציון הנכון הוא הנמוך ביותר שמגיע ליעד המתכות.
ש: מדוע אלומיניום מהווה בעיה אם הוא מסיר חמצון?
אלומיניום לא מבוקר בדרגת יציקה גורם לחורים, נקבוביות תת-קרקעית ותכלילים, וקשה מאוד להסירו ברגע שהוא בהמסה. זה חייב להיות מוגבל אצל ספק הסגסוגת.
ש: כיצד מנגן וגופרית מתקשרים בסיליקון ברז?
מנגן מקבע גופרית כגופרית הנמסה גבוהה יותר במקום לאפשר לסרטי גופרית ברזל נמסים להיווצר בגבולות התבואה. מאזן המנגן לגופרית משמעותי יותר מדמות המנגן בלבד.
ש: מדוע יצרני ברזל רקיע מתעקשים על סיליקון ברזל דל פחמן?
פחמן בסגסוגת יכול לקדם משקעי קרביד ולהפריע לכדוריות גרפיט. רמת פחמן נמוכה מבוקרת מגנה על היווצרות גושים בטיפול בברזל רקיע.
ש: מתי תכולת הזרחן הופכת קריטית?
בכל פעם שנדרש קשיחות או שירות בטמפרטורה נמוכה. זרחן מעלה את-טמפרטורת המעבר השבירה-ל-טמפרטורת המעבר השבירה, כך שרכיבים קריטיים להשפעה זקוקים למגבלת זרחן מהודקת בסגסוגת.
ש: כיצד יש לאמת משלוח?
על ידי ניתוח של סיליקון, פחמן, אלומיניום, זרחן וגופרית מול המפרט המוסכם, יחד עם בדיקות גודל החלקיקים היכן שרלוונטי ושמירה של דגימה אטומה לכל משלוח.
