Ерөнхий мэдээлэл
Манай АНУ-ын үйлчлүүлэгч цементийн босоо бутлуурт 98 ширхэг манганы бутлуурын алх (Mn18) худалдаж авсан. Зургаан сар ажиллаад зарим эд анги нь эвдэрч, бүтэлгүйтсэн. Үйлчлүүлэгч биднээс эвдрэлийн шалтгааныг шинжилж, оновчтой бүтээгдэхүүнээр хангахыг хүсч байна.
Ажлын нөхцөл байдлын шинжилгээ
Бутлуурын алх нь алх бутлуурын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд бутлуурын ажлын нөхцөл ихтэй байдаг тул манганы өндөр ган алхны хувьд хамгийн тохиромжтой металл материал юм. Цементийн чулуунцар бутлуурын алхыг голчлон Mn18 өндөртэй манганы гангаар хийдэг. Өндөр манганы ган алхыг хатууруулах явцад хөргөлтийн агшилтаас үүсэх дотоод хүчдэл ба цутгамал дотор болон гадна талын температурын зөрүүгээс үүсэх дулааны даралтын нийлбэр нь стресст өртсөн хэсгийн бат бэхээс давсан тохиолдолд нарийн цутгахад ан цав үүсэх болно. Эдгээр нарийн хагарал нь нэг талаас ууссан элементүүдээр дүүрсэн байж болох ба нөгөө талаас тэдгээр нь ган матрицад тасалдалгүй бүсүүдийг үүсгэгч орц хуримтлагдахад хүргэдэг. Эдгээр хагарал, тэдгээрийн дотоод дүүргэлтийг усыг хатууруулах явцад арилгах боломжгүй юм. Бутлуур доторх хүнд хэцүү, нарийн төвөгтэй ажлын нөхцөлд алхны толгойн үйл ажиллагааны явцад үзүүлэх нөлөөллийн чиглэл, эрч хүч нь тодорхой санамсаргүй байдлаар явагддаг бөгөөд энэ нь янз бүрийн хэсгүүдийн гадаргуугийн хатуужилтын шинж чанар, бичил бүтцийн онцлогийн ялгааг тасралтгүй өргөжүүлэхэд хүргэдэг. алх. Нэмж хэлэхэд, одоо байгаа нарийн хагарал нь ядаргааны нөлөөллийн процессын явцад үржсээр байгаа бөгөөд эцэст нь хугарал, алх хугарах зэрэг эвдрэлийн осолд хүргэдэг бөгөөд энэ нь ашиглалтын нийт хугацаанд нөлөөлдөг.
Амжилтгүй болсон өндөр манганы бутлуурын алхны үзлэг, шинжилгээ
Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн туршилт
Өөр өөр цутгамал хэсгүүдийг найрлагад нь шалгахын тулд авсан бөгөөд үр дүнг 1-р хүснэгтэд үзүүлэв.
Хүснэгт 1. Mn18 хугарсан алхны химийн найрлага | |||||||||
Албан тушаал | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Al | Ti |
гадаргуугийн давхарга | 1.42 | 0.36 | 17.62 | 0.019 | 0.014 | 1.02 | 0.07 | 0.09 | 0.48 |
зүрхний хэсэг | 1.45 | 0.38 | 18.21 | 0.019 | 0.016 | 1.02 | 0.03 | 0.09 | 0.51 |
Хүснэгт 1-ээс харахад төвийн бүс ба гадаргуугийн хооронд найрлага бага зэрэг ялгаатай байгаа нь хатуурах явцад тусгаарлагдсантай холбоотой гэж үзэж болно. Хром бол өндөр манганы ганд харьцангуй их хэмжээгээр нэмдэг элементүүдийн нэг бөгөөд түүний үүрэг нь бас тодорхой юм. Ус чангаруулах боловсруулалтын дараа хром нь ихэвчлэн өндөр манганы гангийн аустенит үе шатанд уусч, гангийн уналтын бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж, хөргөлтийн үед карбидын хур тунадасыг хурдасгадаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн үр тарианы хилийн дагуу карбидын тасралтгүй торлог хэлбэрээр тархдаг. Хром нэмсэн өндөр манганы ган нь хүчтэй үрэлтэд өртөх үед элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг харуулж, бутлуурын алхаар цутгахад тохиромжтой.
Титан нь хайлсан ган дахь амин чухал бууруулагч элементүүдийн ангилалд багтдаг. Нүүрстөрөгч ихтэй, азот ихтэй Mn18 ганд C ба N-тэй нийлж тунадас үүсгэдэг. Хэрэв TiN ба Ti(C, N) зэрэг хайлах цэгийн өндөртэй хэсгүүд нь хатуурахаас өмнө үүссэн бол тэдгээр нь аустенитийн аяндаа гетероген бөөм үүсэх цэг болж, нэгж эзэлхүүн дэх үр тарианы тоог нэмэгдүүлж улмаар ширхэгийн хэмжээг сайжруулдаг. Тиймээс өндөр манганы ган дахь титаны бичил хайлшийн талаар нэлээд судалгаа хийж, практик хэрэглээнд оруулав. Энэхүү нийтлэлд дурдсан Mn18 ганд дизайны эхний үе шатанд ойролцоогоор 0.5% титан нэмсэн.
Бутлуурын алх хагарлын интерфейсийн шинжилгээ
Хүснэгт 2-оос харахад найрлага нь оновчтой болгох зорилтот хязгаарт хүрдэг.
Цутгаж дууссаны дараа бутлуурын алхыг задлах ба зохион байгуулалтыг Зураг 6-д үзүүлэв.
Зураг 6-аас харахад найрлага, үйл явцыг хоёуланг нь оновчтой болгосны дараа алхны гадаргуугийн ойролцоо бүтэц нь илүү жигд болж байгааг харуулж байна. Үр тарианы хэмжээ 2-р түвшинд байгаа бол үндсэн бүсийн үр тариа 1-р түвшинд байгаа нь үр тарианы хилийн хур тунадасыг тодорхой харуулж байна. Гэсэн хэдий ч тунадас нь голчлон блоктой карбидууд бөгөөд цул карбидын урт нь ихэвчлэн 10 μм дотор байдаг нь нүүрстөрөгчийн агууламж зохих ёсоор буурч байгааг харуулж байна. Mo-г Cr-тэй хослуулан нэмбэл тунадасны нийт хэмжээг бууруулж, тэдгээрийн морфологийг оновчтой болгодог нь үр тарианы хилийн тогтвортой байдлыг хангахад тустай. Түүгээр ч зогсохгүй тунадасны дунд TiN-тэй төстэй бөөгнөрөлтэй нэгдлүүд илэрсэнгүй, ийм хольцын сөрөг нөлөөг хянах боломжтой хязгаарт багтаж байгааг харуулж байна.
18 сар ашигласны дараа бутлуурын алх нь гадаргуугийн төгсгөлийн хэвийн элэгдлийг эс тооцвол ямар ч эвдрэл гэмтэл аваагүй. Энэ нь бутлуурын алхны дотоод болон гадаад чанар мэдэгдэхүйц сайжирч, ашиглалтын хугацааг тогтвортой сунгаж байгааг харуулж байна.
Дүгнэлт
- Үр тарианы хилийн дагуу хөндлөн огтлолын хагарал нь Mn18 бутлуурын алхны хугарлын шууд шалтгаан бөгөөд үндсэн шалтгаан нь хөргөлтийн хурд хангалтгүйгээс үүссэн үр тарианы хилийн сүлжээний карбидын хур тунадас юм.
- Хэрэв Ti-ийн агууламж хэт өндөр байвал их хэмжээний дөрвөлжин TiN тунадасжиж, үр тарианы хил дээр бөөгнөрөх ба энэ нь үр тарианы хилийн холболтын хүчийг бууруулж, гадны хүчний нөлөөн дор үр тарианы хилийн хагарлыг дэмжинэ.
- Cr ба Mo нийлмэл хайлшийг ашиглах нь үр тарианы хилийн карбидын хур тунадасыг бууруулж, карбидын морфологийг оновчтой болгож, зүү шиг том карбидын хур тунадасыг эрс багасгадаг.
- Mn18 алхны ширхэгийг боловсронгуй болгох, тунадасны нийт хэмжээ, хэлбэрийг хянах, эцсийн эцэст үйлчилгээний хугацааг уртасгах зорилгоор найрлагын оновчлолд тулгуурлан усыг хатууруулах процессыг оновчтой болгох зэрэг арга хэмжээг авдаг.
Манганы бутлуурын алхны хугарлын интерфэйсийн шинж чанар, морфологи, металлографийн бүтцэд хийсэн дүн шинжилгээнд үндэслэн үр тарианы хил дагуу хагарал, Ti-ийн хэт их агууламж, үйлдвэрлэлийн үндэслэлгүй процесс зэрэг нь эвдрэлийн шалтгаан болж байгааг тогтоосон. Ti-ийн агууламжийг бууруулж, Mo элементийг нэмэгдүүлэх, үйлдвэрлэлийн процессыг өөрчлөх болон бусад арга хэмжээг авч хэрэгжүүлснээр Mn18 бутлуурын алхны тунадасуудын микро бүтэц шинж чанар, нийт хэмжээ, морфологийг оновчтой болгож, алхны хошууны ашиглалтын цикл, тогтвортой байдлыг үр дүнтэй сайжруулдаг.