1¿Qué es la escoria oxidada?

Escarcha oxidada, comúnmente conocida como "inclusión de película de óxido" o "inclusión de Al 2 O ′′" en la terminología profesional.aparece en forma de franja negra, grupos escamosos o irregulares con bordes borrosos o transparentes, distribuidos principalmente en la parte superior, subcutánea o cerca del tumor de segregación central del lingote.Bajo microscopía electrónicaLas inclusiones de Al 2 O3 aparecen como agregados floculantes y de forma de placa, con una dureza extremadamente alta (dureza de Mohs de 9, cercana al diamante), sin unión metalúrgica con la matriz de aluminio,y una interfaz clara.

Desempeño posterior:

Cuando se lamina la lámina de aluminio, las zonas mezcladas no pueden deformarse y se alargan en defectos lineales, lo que en última instancia conduce a fracturas y la formación de agujeros de alfiler.inclusiones que fluyen con el metalEn las forjas aeroespaciales, la película de óxido es la fuente preferida de grietas por fatiga, lo que conduce a ensayos insatisfactorios.

2Nacimiento de la película de óxido: Termodinámica y Dinámica

El aluminio es un metal extremadamente reactivo con un potencial de electrodo estándar de -1.66V. En condiciones atmosféricas, se formará instantáneamente una capa de película de óxido en la superficie del aluminio líquido.

Mecanismo termodinámico:

4Al + 3O2 2Al2O3

La energía libre de formación de Al 2 O ∞ es extremadamente baja, y la reacción es extremadamente minuciosa.pero su estructura no es singular en la superficie del aluminio líquidoLa doble estructura de la película de óxido de superficie:

• Capa exterior: γ - Al 2 O3 suelto, que absorbe el vapor de agua;
• Capa interior: densidad α - Al 2 O .

Imagen

Más importante aún, la película de óxido en la superficie del líquido de aluminio tiene una característica de "autocuración" - una vez que la película se rompe,El líquido de aluminio fresco entra en contacto con el aire y inmediatamente genera una nueva película.Esto conduce a un fenómeno terrible: cada agitación, en lugar de dañar la membrana, crea dos capas de membrana.

3Mecanismo de "doblar y rodar": ¿Cómo entra la escoria?

Esta es la lógica de formación del núcleo de la escoria de cuero oxidada. La película de óxido en la superficie del aluminio líquido, aunque es delgada (nivel de micrómetro), no se funde en aluminio.Su punto de fusión es tan alto como 2050 °CCuando la fusión está en estado estático, la película de óxido flota en la superficie y puede eliminarse raspando la escoria.Pero cuando el flujo de deshielo crea un valle, ocurre una tragedia:

• Plegamiento del valle: durante la inyección, el líquido de aluminio forma ondas en el canal de flujo.siendo arrastrados al valle..
• Impacto de caída: desde el horno estático hasta el conducto de flujo, desde el conducto de flujo hasta la caja de desgasificación, si la caída es superior a 100 mm,las salpicaduras de aluminio líquido y los fragmentos de la película de óxido son directamente "clavados" en la parte profunda de la fusión.
• Captura de vórtices: en la salida de la caja de desgasificación en línea y dentro del cristalizador, si se forma un vórtice en la superficie del líquido (conocido comúnmente como "embudo"),la película de óxido en el centro de la superficie del líquido se absorbe en el centro del vórtice y capturado directamente por el frente de solidificación.

Imagen

Esta película de óxido enrollada ya no es escoria flotante, sino materia extraña sólida dentro de la fusión.Es difícil "flotar" las burbujas refinadas porque tienen una gran superficie y una densidad similar a la del aluminio (inicialmente transportando burbujas cuando se enrolan en, más tarde las burbujas se desbordan y la densidad aumenta, hundiéndose o en suspensión).

4- Oxidación secundaria: "continuación de la contaminación" desde el horno hasta la máquina de fundición

Además de la película de óxido inicial durante la fusión, también hay escamas de óxido secundarias: peeling de revestimiento:los materiales refractarios (especialmente siliciosos) que recubren el horno de fusión y el horno estático están erosionados por el líquido de aluminioLos productos de la reacción de refinación: Cuando se utiliza gas de cloro para la refinación, los productos de la reacción de refinación se mezclan con el aluminio y reaccionan con el aluminio para formar inclusiones de aluminosilicato.se generan sales como AlCl3 y NaClEl canal de flujo y el distribuidor: la superficie áspera del material refractario en el canal de flujo adsorberá el líquido de aluminio,se oxidan repetidamente, formar "escoria colgante", y ser lavado por el nuevo flujo de líquido en el lingote.