1. Oksitli cüruf nedir?

Oksitli cüruf, profesyonel terminolojide yaygın olarak "oksit film inklüzyonu" veya "Al ₂ O ∝ inklüzyonu" olarak adlandırılır. Makroskopik morfoloji: Külçenin düşük büyütmeli test parçasında, bulanık veya net kenarlı, çoğunlukla külçenin üst kısmında, derialtı veya külçenin merkezi segregasyon tümörüne yakın dağılmış, siyah şerit şeklinde, pul pul veya düzensiz kümeler halinde görünür. Mikroskopik morfoloji: Elektron mikroskobu altında, Al ₂ O3 inklüzyonları, son derece yüksek sertliğe (Mohs sertliği 9, elmasa yakın), alüminyum matrisi ile metalurjik bağa sahip olmayan ve net bir arayüze sahip, plakalar halinde ve floküler agregalar olarak görünür.

Sonraki performans:

Alüminyum folyo haddeleme sırasında, karışık alanlar deforme olamaz ve doğrusal kusurlar halinde uzar, nihayetinde kırılmaya ve iğne deliklerinin oluşmasına neden olur; Profiller ekstrüzyon sırasında, inklüzyonlar metal ile birlikte akar, yüzeyde periyodik siyah çizgiler ve soyulmalar oluşturur; Havacılık dövmelerinde, oksit filmi, tatmin edici olmayan testlere yol açan yorulma çatlaklarının tercih edilen kaynağıdır.

2. Oksit Filminin Doğuşu: Termodinamik ve Dinamik

Alüminyum, standart elektrot potansiyeli -1.66V olan son derece reaktif bir metaldir. Atmosferik koşullarda, sıvı alüminyum yüzeyinde anında bir oksit film tabakası oluşur.

Termodinamik mekanizma:

4Al + 3O2—— 2Al2O3

Al ₂ O ∝ oluşum serbest enerjisi son derece düşüktür ve reaksiyon son derece kapsamlıdır. Bu film tabakası katı halde yoğundur, ancak sıvı alüminyum yüzeyindeki yapısı tekil değildir. Yüzey oksit filminin çift yapısı:

• Dış tabaka: gevşek γ - Al ₂ O3, su buharı adsorbe eder;
• İç tabaka: yoğun α - Al ₂ O ∝.

resim

Daha da önemlisi, sıvı alüminyum üzerindeki oksit filmi "kendi kendini iyileştirme" özelliğine sahiptir - film yırtıldığında, taze alüminyum sıvı hava ile temas eder ve hemen yeni bir film üretir. Bu korkunç bir fenomene yol açar: her çalkalama, zarı hasar vermek yerine, iki katman zar oluşturur.

3. "Katlama ve Yuvarlama" Mekanizması: Cüruf nasıl içeri girer?

Bu, oksitli deri cürufunun temel oluşum mantığıdır. Sıvı alüminyum yüzeyindeki oksit filmi, ince olmasına rağmen (mikrometre seviyesi), alüminyum içine erimez. Erime noktası 2050 ℃ kadar yüksektir ve eriyik içinde her zaman katı halde bulunur. Eriyiğin statik halde olduğu durumlarda, oksit filmi yüzeyde yüzer ve cüruf kazıma ile uzaklaştırılabilir. Ancak eriyik akışı bir vadi oluşturduğunda, trajedisi yaşanır:

• Vadi katlaması: Enjeksiyon sırasında, alüminyum sıvı akış kanalında dalgalar oluşturur. Zirveler birbirleriyle çarpışır ve yüzey oksit filmi iki kağıt gibi katlanır ve kıvrılır, vadiye yuvarlanır.
• Damla çarpması: Statik fırından akış kanalına, akış kanalından gaz giderme kutusuna, damla 100 mm'yi aşarsa, alüminyum sıvı sıçrar ve oksit film parçacıkları doğrudan eriyiğin derin kısmına "çivilenir".
• Girdap yakalama: Çevrimiçi gaz giderme kutusunun çıkışında ve kristalizatörün içinde, sıvı yüzeyinde bir girdap oluşursa ("huni" olarak bilinir), sıvı yüzeyinin merkezindeki oksit filmi girdap merkezine emilir ve doğrudan katılaşma önü tarafından yakalanır.

resim

Bu yuvarlanmış oksit filmi artık yüzen cüruf değil, eriyik içindeki katı yabancı maddedir. Rafine kabarcıkları "yüzdürmek" zordur çünkü büyük bir yüzey alanına ve alüminyum ile benzer yoğunluğa sahiptirler (başlangıçta yuvarlanırken kabarcık taşıyan, daha sonra kabarcıklar taşan ve yoğunluk artan, batan veya askıda kalan).

4. İkincil oksidasyon: Fırından döküm makinesine "sürekli kirlilik"

Erime sırasındaki ilk oksit filmine ek olarak, ikincil oksit ölçekleri de vardır: astar soyulması: erime fırınının ve statik fırının refrakter malzemeleri (özellikle silisli) alüminyum sıvı tarafından aşınır ve soyulduktan sonra eriyiğe karışır ve alüminosilikat inklüzyonları oluşturmak üzere alüminyum ile reaksiyona girer. Rafine reaksiyon ürünleri: Klor gazı rafine etmek için kullanıldığında, AlCl3 ve NaCl gibi tuzlar oluşur. Etkin bir şekilde boşaltılmazlarsa, reaktif inklüzyonlar da oluşturabilirler. Akış kanalı ve dağıtıcı: Akış kanalındaki refrakter malzemenin pürüzlü yüzeyi alüminyum sıvıyı adsorbe eder, tekrar tekrar oksitlenir, "sarkık cüruf" oluşturur ve yeni sıvı akışı tarafından külçeye yıkanır.