المعالجة المسبقة لكربيد السيليكون في الحديد الزهر: النواة والتحكم في الجرافيت وتحسين الأداء

2026,09,19

الغرض من عملية المعالجة المسبقة هو زيادة عدد النوى غير المتجانسة المتاحة لنواة الجرافيت في الحديد المنصهر وتعزيز استقرارها داخل المصهور. وهذا يسمح بحدوث التحول سهل الانصهار - وما يتبعه من هطول الأمطار ونمو الجرافيت - عند درجات حرارة أعلى، وبالتالي تحسين ظروف تكوين الجرافيت. منذ بداية عملية المعالجة المسبقة هذه، كان كربيد السيليكون هو المادة المفضلة، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى خصائصه الفيزيائية: فهو يتمتع بنقطة انصهار عالية جدًا، مما يعني أنه لا يذوب بالكامل في الحديد المنصهر ويواجه الحد الأدنى من فقدان الاحتراق؛ بدلا من ذلك، فإنه يذوب تدريجيا وينتشر في جميع أنحاء الذوبان. عند الذوبان، تتشتت السيليكا الحرة الموجودة على سطح جزيئات كربيد السيليكون في الذوبان كجزيئات دقيقة للغاية، والتي تعمل كمواقع للتنوي أثناء تكوين مرحلة الجرافيت. نظرًا لأن عملية إذابة كربيد السيليكون بطيئة نسبيًا، فيجب إضافته مبكرًا في تسلسل الذوبان - عادةً قبل شحن الفولاذ الخردة وإعادة الكربنة. يتراوح معدل إضافة كربيد السيليكون كعامل معالجة أولية عمومًا بين 0.5% إلى 1%. ومع ذلك، فإن فعالية العلاج تختلف بشكل كبير اعتمادًا على عوامل مثل تركيبة الذوبان، وخصائص الفرن وحالته، وعادات المشغل؛ وبالتالي، يمكن للمسابك تعديل الجرعة بناءً على النتائج المرصودة. يتم تقييم الفعالية من خلال تحليل دراسة المعادن: بالنسبة للحديد الرمادي، يتم فحص مورفولوجيا الجرافيت؛ بالنسبة للحديد المرن، يتم التركيز على درجة العقيدات، وعدد العقيدات، وحجم الخلايا سهلة الانصهار. في مصهور الحديد الزهر الرمادي، يجب الحفاظ على محتوى الكبريت عند حوالي 0.06%-0.08%. في ظل ظروف مستوى معين من الأكسجين المذاب، فإن استخدام عملية المعالجة المسبقة هذه يمنع تكوين الجرافيت من النوع B وD وE ويزيد من عدد الخلايا سهلة الانصهار في البنية المجهرية. يُظهر الحديد الزهر الخاضع للمعالجة المسبقة خواص ميكانيكية أكثر استقرارًا وقابلية تشغيل محسنة؛ وعلاوة على ذلك، فإن العملية تخفف بشكل كبير من تأثير التلاشي للتلقيح. وذلك لأن الفيروسيليكون المضاف أثناء التلقيح يحمل جزيئات سيليكا دقيقة على سطحه، مما يعني أن المعالجة المسبقة نفسها تعمل كشكل من أشكال التلقيح، بينما يعمل التلقيح على تكملة المعالجة المسبقة. عند تطبيقه على حديد الدكتايل، فإن المقاييس الرئيسية هي العقيدات وعدد العقيدات. وبطبيعة الحال، فإن عدد العقيدات الأعلى ليس بالضرورة أفضل؛ ومع ذلك، فإن العدد الأعلى يؤدي عمومًا إلى عقيدات أدق وأكثر كروية وخصائص ميكانيكية متفوقة. باختصار، المعالجة المسبقة هي عملية اعتمدتها المؤسسات الحديثة على نطاق واسع.