消失模铸件增碳的现象及机理

消失模铸件增碳的现象及机理

　　东港铸造的铸钢表面增碳的形式表现在几个方面：表面增碳、体积增碳、局部增碳和表面脱碳。

　　表面增碳：在钢液充型过程中，钢液前沿与固态模样之间的气隙内有大量的氢存在。说明有固相碳生成。气体产物可在负压作用下渗入涂层而排出铸型。但固相碳被吸附于涂层壁铸件的表面，造成铸件表面增碳。另外，苯乙烯、苯蒸汽在负压作用下排出时，冷凝在涂层及周围的砂子中。吸附在涂料层的有机液态物质，在钢液凝固、铸件冷却过程中继续受到分解，也会造成铸件增碳。对于不同的铸钢件，增碳层的深度0. 1~0. 3mm，增碳量为0. 01%。

　　体积增碳：在浇注过程中，钢液前沿和模样之间的动态间隙内存在很大的热量梯度(从室温到1550℃左右)，间隙内的热量从钢液前沿转移到模样分解主要靠热辐射完成。靠近钢液前沿出温度高，接近钢液温度，该处碳的生成量大，所以充型过程该处钢液液面增碳所需动力学热力学条件都很充分，此时容易形成铸件体积增碳。体积增碳与表面增碳相比是次要的。

　　局部增碳：当钢液引入铸型的方法不当时，浇注过程中液态产物被卷入钢液内部，进而分解为固相碳和气体，气体若未能溢出钢液留在内部即导致气孔产生：固相碳直接为钢液所吸收，从而造成铸件局部含碳量提高，形成铸件局部增碳。

　　表面脱碳：消失模铸造采用干砂造型，铸件冷速较慢，凝固后的铸件表面含碳量会继续发生变化，冷却过程中不仅有表面增碳，还有表面脱碳。表面脱碳在较高温度下即行终止，而脱碳主要是在铸件冷却过程中形成。在机理上，脱碳是氧化反应，主要是基体铁的氧化和碳的氧化。

　　在实际过程中，东港铸造铸件增碳以何种形式产生，主要取决于在钢液的急热冲击作用下、模样的热分解状态及其产物与金属液的作用以何种方式进行。

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