दुर्लभ पृथ्वी कास्ट स्टील की कठोरता को प्रभावी ढंग से सुधार सकती है

जैसा कि हम सभी जानते हैं, स्टील सामग्री में उचित मात्रा में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को जोड़ने से सामग्री की संरचना और प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ेगा। आमतौर पर स्टील में दुर्लभ पृथ्वी तत्व 0.05% ~ 0.20% में जोड़े जाते हैं। क्योंकि दुर्लभ पृथ्वी और लोहे के परमाणु त्रिज्या का अनुपात 15% से अधिक है, और दुर्लभ पृथ्वी और लोहे के बीच इलेक्ट्रोनगेटिविटी में अंतर बहुत बड़ा है, ये ठोस समाधान के गठन के लिए अनुकूल नहीं हैं, इसलिए स्टील में दुर्लभ पृथ्वी की घुलनशीलता बहुत कम है। स्टील में अधिकांश दुर्लभ पृथ्वी तत्व दुर्लभ पृथ्वी यौगिकों के रूप में मौजूद हैं, मुख्य रूप से दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड और दुर्लभ पृथ्वी सल्फाइड।

शीआन एरोनॉटिकल वोकेशनल एंड टेक्निकल कॉलेज ने अपनी संरचना और प्रदर्शन पर कास्ट स्टील में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को जोड़ने के प्रभाव पर शोध किया है। उन्होंने परीक्षण सामग्री के रूप में ZG35CrMnSi कास्ट स्टील का इस्तेमाल किया, और इस्तेमाल किया जाने वाला दुर्लभ पृथ्वी योजक मिश्रित दुर्लभ पृथ्वी था। यह देखते हुए कि परीक्षण सामग्री में सल्फर की एक निश्चित मात्रा होती है और दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को जोड़ने पर नुकसान होता है, दुर्लभ पृथ्वी जोड़ की सीमा 0.23% ~ 0.38% है, यह जोड़ गलाने के दौरान पिघले हुए स्टील में जोड़े गए दुर्लभ पृथ्वी की कुल मात्रा को संदर्भित करता है। दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के साथ और बिना नमूनों के दो सेटों की संरचना और प्रदर्शन की तुलना करें। स्टील कास्टिंग को एक मध्यवर्ती आवृत्ति प्रेरण भट्ठी में पिघलाया जाता है, और कास्टिंग निवेश कास्टिंग द्वारा तैयार की जाती है। फिर टेस्ट पीस को एयर कूलिंग के लिए 900°C+670°C तक गर्म किया जाता है, और फिर तेल में शमन के लिए 890°C तक गर्म किया जाता है; फिर 570 ~ 630 डिग्री सेल्सियस आग।

तुलनात्मक परीक्षण के परिणाम बताते हैं कि कास्ट स्टील की ताकत पर दुर्लभ पृथ्वी का बहुत कम प्रभाव पड़ता है, लेकिन कास्ट स्टील की कठोरता पर इसका महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। प्रभाव क्रूरता में 43% की वृद्धि हुई है, और बढ़ाव दर में 13.3% की वृद्धि हुई है। सूक्ष्म संरचना निरीक्षण से पता चलता है कि दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के बिना कास्ट स्टील संरचना का टेम्पर्ड सॉर्बाइट अपेक्षाकृत मोटे है, और इसके अनाज का आकार लगभग 5 है; उनमें से, ग्रे गांठ MnS समावेशन हैं, जो संपूर्ण निरीक्षण सतह पर वितरित नहीं होते हैं। सामान्य तौर पर, MnS का आकारिकी ज्यादातर कोणीय होता है। दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के साथ कास्ट स्टील की नमूना संरचना एक समान और ठीक टेम्पर्ड सॉर्बाइट है, और अनाज का आकार लगभग 8-9 है। यह दर्शाता है कि दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को जोड़कर कास्ट स्टील की संरचना को परिष्कृत किया जा सकता है।

इसके अलावा, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को जोड़ने के बाद, स्टील का डीसल्फराइजेशन प्रभाव स्पष्ट नहीं है, लेकिन इसका MnS के आकारिकी पर अधिक प्रभाव पड़ता है। जब दुर्लभ पृथ्वी तत्व नहीं जोड़े जाते हैं, तो स्टील में MnS किनारों और कोनों के साथ स्ट्रिप्स या ब्लॉक के आकार में होता है; दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को जोड़ने के बाद, सल्फाइड लगभग गोलाकार है, और वितरण दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के बिना नमूने के सापेक्ष अपेक्षाकृत फैला हुआ है, लेकिन केवल कुछ ही स्थानों में आप सल्फाइड समावेशन को पट्टी या ब्लॉक देख सकते हैं। दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के बिना नमूने के फ्रैक्चर पर, MnS केंद्रित और वृक्ष के समान होता है। MnS समावेशन क्षेत्र का फ्रैक्चर मुख्य रूप से इंटरग्रेन्युलर फ्रैक्चर है, और इंटरग्रेन्युलर सेकेंडरी दरारें स्थानीय रूप से देखी जा सकती हैं।

दुर्लभ पृथ्वी तत्वों वाले नमूनों में, फ्रैक्चर डक्टाइल ट्रांसग्रेन्युलर फ्रैक्चर है। यहां तक ​​​​कि उस क्षेत्र में जहां सल्फाइड केंद्रित होते हैं, मैट्रिक्स धातु अभी भी नमनीय ट्रांसग्रेन्युलर फ्रैक्चर है। दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के साथ जोड़ा गया कास्ट स्टील डेंड्रिटिक सल्फाइड को समाप्त करता है और उन्हें गोलाकार या गैर-कोणीय छड़ और बड़े पैमाने पर दुर्लभ पृथ्वी सल्फाइड में बदल देता है, जो कठोरता में सुधार के लिए फायदेमंद है।

अध्ययनों से पता चला है कि दुर्लभ पृथ्वी तत्व शोधन का सिद्धांत निम्नलिखित कारणों से हो सकता है:

(१) स्टील में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को जोड़ने से बनने वाले सल्फाइड और ऑक्साइड समावेशन स्टील के गैर-सहज क्रिस्टल नाभिक बन सकते हैं, जो समान क्रिस्टल को परिष्कृत कर सकते हैं और स्तंभ क्रिस्टल क्षेत्रों को छोटा कर सकते हैं।

(२) ठोस अवस्था में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की घुलनशीलता बहुत कम होती है। एक बार पिघले हुए स्टील के जम जाने के बाद, रेयर अर्थ बढ़ते हुए क्रिस्टल के सामने तरल अवस्था में समृद्ध हो जाते हैं, क्रिस्टल को बढ़ने से रोकते हैं, इस प्रकार अनाज को परिष्कृत करते हैं।

(३) दुर्लभ पृथ्वी तत्व अनाज की सीमाओं में जमा हो जाते हैं, मिश्र धातु के इंटरफेशियल तनाव को कम करते हैं, और अनाज के विकास के लिए प्रेरक शक्ति को कम करते हैं, जिससे ऑस्टेनाइट अनाज के विकास में बाधा उत्पन्न होती है। इसके विपरीत, शमन द्वारा गठित परतदार मार्टेंसाइट भी छोटा होता है। .

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