Anailís ghairmiúil ar Leá Iarainn Muc

I. Sainmhíniú ábhartha agus córas comhdhéanaimh iarann muc

Is cóimhiotal carbóin iarainn é Iarann Muc le cion carbóin idir 2.11% agus 4.3%. Chomh maith le hiarann (Fe), tá gnéithe amhail carbón (c), sileacain (Si), mangainéise (MN), fosfar (p), agus sulfair (í) san áireamh sa chomhdhéanamh ceimiceach. De réir mhoirfeolaíocht na gcásanna graifíte agus feidhmithe, is féidir iarann muc a rangú i:

• Iarann muc déanta as cruach: Le hábhar sileacain <1.75%, tá carbón ann i bhfoirm stroighne (FE₃C), agus tá an dromchla briste bán-bán. Úsáidtear é den chuid is mó mar amhábhar le haghaidh déanta as cruach tiontaire.

• Iarann Muc Teilgcheárta: Le cion sileacain de 1.25%–3.6%, tá carbón ann den chuid is mó i bhfoirm graifít, agus tá an dromchla briste liath. Tá sé oiriúnach do tháirgeadh réitigh.

• Iarann insínte: Trí chóireáil spheroidization, cuireann graifít cruth sféarúil i láthair, le hairíonna meicniúla níos fearr ná gnáth -iarann teilgthe agus ráta fadúcháin de 2%–20%.

Ii. Tréithe bunúsacha agus sonraí teoiriciúla an leáphointe d'iarann muc

(A) raon leáphointe agus imoibriú eutectic

Is é an leáphointe d'iarann íon ná 1,538 ° C, agus tá iarann muc i bhfad níos ísle mar gheall ar a ghnéithe carbóin agus cóimhiotail. Seo a leanas na saintréithe leáphointe:

• Raon leá: Is iondúil go mbíonn an leáphointe d'iarann muc ó 1,148 ° C go 1,250 ° C, arna chinneadh go sonrach ag ábhar carbóin agus comhdhéanamh cóimhiotail.

• Pointe Eutectic: Nuair a bhíonn an t -ábhar carbóin 4.3%, déantar imoibriú eutectic (L → γ+Fe₃c) ar iarann muc ag 1,148 ° C, ag cruthú struchtúr ledeburite.

• Comparáid le cruach: Tá cion carbóin <2.11%ag cruach, agus laghdaíonn a leáphointe ó 1,538 ° C go dtí thart ar 1,300 ° C de réir mar a mhéadaíonn an t -ábhar carbóin, atá i bhfad níos airde ná an t -iarann muc.

(B) Sonraí leáphointe na gcomhdhéanamh tipiciúil

Iii. Príomhfhachtóirí a théann i bhfeidhm ar leáphointe iarann muc agus a meicníochtaí

(A) Ról ceannasach an ábhair charbóin

Is é carbón an croí -eilimint a théann i bhfeidhm ar phointe leá an iarainn muc, agus leanann a éifeacht dlí líneach neas -líneach:

• Gaol cainníochtúil: I gcás gach méadú 0.1% ar an ábhar carbóin, laghdaíonn an leáphointe thart ar 13 ° C.

• Anailís ar Mheicníocht: Foirmíonn carbón tuaslagáin sholadacha interstitial nó stroighne in iarann, ag cur isteach ar shocrú rialta na n -adamh iarainn agus ag lagú fuinneamh bannaí miotalacha, rud a laghdaíonn an leáphointe.

(B) Éifeachtaí sineirgisteacha na n -eilimintí cóimhiotalacha

1. Silicon (tá):

• Éifeacht: Maidir le gach méadú 1% ar ábhar sileacain, méadaíonn an leáphointe thart ar 30 ° C.

• Meicníocht: Foirmeacha Si réitigh sholadacha ionadaíocha le Fe, ag méadú saobhadh laitíse agus ag feabhsú fórsa nasctha interatomic.

• Éifeacht: Tá an tionchar ar an leáphointe lag, agus laghdaíonn méadú ar ábhar mangainéise beagán an leáphointe.

• Fo-éifeacht: Imoibríonn MN le S chun MNanna ardphointe (1,600 ° C) a fhoirmiú, ag maolú an ghuais ghearr-ghearr sulfair.

• Éifeacht: I gcás gach méadú 0.1% ar ábhar fosfair, laghdaíonn an leáphointe thart ar 5 ° C.

• Riosca: Deighilt fosfair ag teorainneacha gráin chun céimeanna eutectic pointe íseal-leáite (FE₃P-FE) a chruthú, rud a chuireann níos measa leis an mbreiseán fuar.

• Guais: Foirmíonn sulfair FES-Fe eutectic (leáphointe 985 ° C) le hiarann, ag cruthú scáineadh oibre le linn obair the (feiniméan gearr-ghearr).

• Caighdeán Rialaithe: Is iondúil go mbíonn an t -ábhar sulfair in iarann muc tionsclaíoch <0.05%.

Iv. Iarratais ar an leáphointe d'iarann muc i dtáirgeadh tionsclaíoch

(A) Rialú teochta i bpróisis réitigh

1. Suíomh teochta leá:

• De ghnáth is é 1,350–1,450 ° C (150-250 ° C níos airde ná an teocht leáite iarainn theilgthe liath (150-250 ° C ná an leáphointe) chun a chinntiú go bhfuil so -athraitheacht iarainn leáite.

• Mar gheall ar an ngá atá le cóireáil spheroidization, ba cheart teocht leá an iarainn insínte a mhéadú go 1,400–1,500 ° C chun ocsaídiú roimh am gníomhairí sféarúcháin a chosc.

• Réiteach Leaba Uirlisí Meaisín: Glactar le hiarann teilgthe liath le leáphointe íseal agus le sreabhán maith, próiseas réitigh gainimh, agus déantar an teocht dhoirte a rialú ag 1,380–1,420 ° C.

• Dioscaí Coscáin Ghluaisteáin: Roghnaítear iarann teilgthe graifíte vermicular, le leáphointe de thart ar 1,200 ° C agus teocht dhoirte de 1,350 ° C chun a chinntiú go gcaithfí friotaíocht agus diomailt teasa.

(B) Bunús teirmidinimice na bpróiseas déanta cruach

1. Déanamh Iarainn Foirnéise Blast:

• Ní mór an teocht teallach a choinneáil ag 1,400–1,500 ° C chun iarann muc a leá (leáphointe 1,148–1,250 ° C) agus é a dheighilt ó slaig.

• Déantar leáphointe an slaig a rialú ag 1,300–1,400 ° C, agus baintear amach deighilt iarann slaig tríd an gcóimheas Cao/SIO₂ (Bunúsacht) a choigeartú.

• Ní mór don teocht séideadh 1,600–1,650 ° C a bhaint amach chun carbón a ocsaídiú in iarann muc (C+O₂ → CO), ag laghdú an cion charbóin go dtí faoi bhun 2.11%.

• Déanann teirmeachúpla monatóireacht ar theocht an phointe deiridh i bhfíor-am, le rialú earráide ± 10 ° C.

  
  

V. Modhanna agus caighdeáin tomhais thurgnamhacha don leáphointe d'iarann muc

(A) Anailís theirmeach (GB/T 4336-2016)

1. Prionsabal: Socraigh an teocht trasdula céime tríd an bpointe infhillte teochta a thaifeadadh i gcuar fuaraithe an tsampla.

2. Trealamh: Foirnéis Friotaíochta (cruinneas rialaithe teochta ± 5 ° C), córas fála sonraí.

3. Nós Imeachta: Teas an sampla go 1,600 ° C ag 10 ° C/min, coinnigh ar feadh 30 nóiméad, ansin fuaraigh leis an bhfoirnéis, agus breac an cuar ama teochta. Is é an pointe infhillte an raon leá.

(B) Calorimetry scanadh difreálach (DSC, ASTM E793-19)

1. Cruinneas: Is féidir leis a bheith cruinn go ± 1 ° C, atá in ann mionéifeachtaí teirmeacha a bhrath.

2. Iarratas: Taispeánann tástáil DSC ar iarann teilgthe liath (C 3.2%, IR 1.8%) gurb é 1,182 ° C a theocht leá tosaigh, is é 1,235 ° C an teocht leá iomlán, agus is é 210 j/g an eantalpacht leá.

Vi. Teorainneacha taighde agus forbairtí teicneolaíochta an leáphointe d'iarann muc

(A) Ábhair nua a fhorbairt

1. Iarann Muc Réitigh Teochta Íseal: Trí ghnéithe ar nós BI agus SN a chur leis, laghdaítear an leáphointe go dtí faoi bhun 1,100 ° C le haghaidh foshraitheanna pacáistithe micrileictreonaic.

2. Méadaíonn iarann teilgthe atá frithsheasmhach in aghaidh na teochta: ag cur CR (12%–15%) agus Ni (3%–5%) leis an leáphointe go 1,300 ° C, atá oiriúnach do líneálacha áith stroighne.

(B) Teicneolaíocht Insamhladh Uimhriúil

Ag baint úsáide as bogearraí Thermo-CALC chun samhail léaráide céim quinary Fe-C-SI-MN-P-S a bhunú, is féidir an leáphointe agus an cosán solaithe de chomhdhéanamh éagsúil a thuar. Mar shampla:

• Is é an leá insamhlaithe de chomhdhéanamh iarainn muc (C 3.5%, SI 2.0%, Mn 0.8%, P 0.1%, S 0.03%) 1,205 ° C, le hearráid <0.3%i gcomparáid leis an luach turgnamhach (1,208 ° C).

Vii. Acmhainní tagartha údarásacha

1. Miotalóireacht iarainn agus cruach (Zhu Yingxiong, 2018): Léiríonn sé go córasach an gaol teirmidinimice idir comhdhéanamh iarann muc agus leáphointe.

2. Caighdeán Cumann Meiriceánach um Thástáil agus Ábhair (ASTM): Sonraíocht Chaighdeánach ASTM A48-18 do Castings Iarainn Grey.

3. Iontráil Wikipedia "Iarann Muc": https://en.wikipedia.org/wiki/pig_iron (rochtain ar 2 Iúil, 2025).

Mar phríomh -pharaiméadar na n -airíonna teirmidinimice ábhair, ritheann rialú beacht an leáphointe iarann muc tríd an bpróiseas iomlán ó bholadh méine go táirgí deiridh. Is fócas taighde i réimse na n -ábhar iarainn agus cruach é meaitseáil sineirgíoch a bhaint amach idir an leáphointe agus na hairíonna trí dhearadh comhdhéanaimh agus trí leas iomlán a bhaint as próiseas.