Vaka Analizleri

Giriş

Çeliklerde ve paslanmaz çeliklerde kalıp dolumu sırasında metalin kalıp içindeki atmosferle temas etmesi sonucu reoksidasyon inklüzyonları oluşur. Sıvı metalin yüzeyi oksijene maruz kaldıkça, sıvı metal oksitlenir ve reoksidasyon inklüzyonları meydana gelir. MAGMAsteel, reoksidasyon inklüzyonlarının oluşumunu, büyümesini ve hareketini izleyebilir. Bu yararlı tahmin, yolluk sistemleri tasarlamak ve bu zararlı kusurların neden olabileceği olumsuz etkileri (zayıf mekanik özellikler, arızalar ve maliyetli tamir işlemleri ve ıskarta) en aza indirecek proses parametrelerini seçmek için kullanılabilir.

Reoksidasyon İnklüzyonlarının Modellemesi

MAGMAsteel'deki reoksidasyon inklüzyon modelleyicisi, simülasyonun her bir zaman adımı esnasında ergiyik yüzey alanına çok küçük inklüzyon parçacıklarını eşit olarak yerleştirir. Bu parçacıklar atmosferle temas halinde kaldıkça, temas ettikleri oksijen onların büyümesine neden olur. İnklüzyon parçacıkları oksijenle ne kadar uzun süre temas ederse, o kadar büyüyeceklerdir. Model içindeki parçacıklar da birbirlerine çarptıkça topaklanacak veya büyüyecektir.

Bu model, hangi yaklaşımın inklüzyon büyümesini en aza indireceğini ve/veya daha büyük inklüzyonların parçanın kritik alanlarına ulaşana kadar yolluk sisteminde, besleyicilerde veya akışlar esnasında önlenmesini sağlayacağını görmek için farklı yolluk yaklaşımlarını test etmede yararlı olabilir.

Paslanmaz Çelik Hassas Döküm Vaka Çalışması

Aşağıdaki paslanmaz çelik hassas döküm ve yolluk sistemi örneği, reoksidasyon inklüzyon modelleyicisinin, bu kusurun neden olduğu hurda ve red miktarını ortadan kaldırmak için döküm sürecindeki farklı değişkenleri test etmede nasıl kullanılabileceğini göstermektedir.

Örnekte, mükemmele yakın parlatılmış bir yüzey gerektiren kalite kriterleri, işleme ve parlatma süreçlerinden sonra parçanın geri kalanından gözle görülür şekilde belirgin alanlar oluşturması sebebiyle kaynaklı tamir işlemlerine izin vermiyordu. Sonuç olarak, reoksidasyon inklüzyonları bu parçada yüksek fire oranlarına yol açıyordu.

Başlangıçta dökümhane, farklı proses parametrelerinin parçadaki reoksidasyon inklüzyonlarının oluşumunu ve konumunu nasıl etkilediğini anlamakla ilgileniyordu.

Potadan manuel olarak döküm yapıldığından, havuzdan kabuğa giren akışın konumunun inklüzyon boyutunu ve konumunu nasıl etkileyeceğini anlamaya çalışıyorlardı.

Aşağıda görebileceğiniz gibi, havuzdaki akışın merkezden yana doğru hafif bir hareketinin, dökümdeki en büyük kalıntıların yerini değiştirebileceği görülmüştür. Her iki durumda da inklüzyon konumları üretilen parçalardakilerle paralellik göstermiştir.

Döküm havuzundaki akışın konumunun etkisi anlaşıldıktan sonra, akış için en iyi konumun neresi olabileceği ve farklı bir konum kullanıldığında inklüzyonların her iki koldan üst yolluğa doğru ilerlemesinin mümkün olup olamayacağı soruları ortaya çıkmıştır. Bu fikri test etmek için aşağıda gösterilen iki konum reoksidasyon inklüzyon modeli kullanılarak test edilmiştir.

Ofset döküm havuzu kullanıldığında, metal akışının aşağıda gösterildiği gibi yolluklardan en uzakta olan bir iç girişten aşağıya ve ardından doğrudan her bir yolluğun üstündeki iç girişlere doğru hareket ettiği gözlemlenmiştir.

Daha büyük inklüzyonları yolluklardan uzağa ve üst yolluklara akıtmak için ofset döküm havuzu kullanma stratejisi, reoksidasyon inklüzyon modelleyicisi kullanılarak ve daha sonra aşağıda gösterildiği gibi numuneler ve üretim dökümleri ile kanıtlanmıştır. Bu yaklaşım dökümhane tarafından benimsenmiş ve yolluklardaki inklüzyonlar için fire oranı önemli ölçüde azaltılmıştır.