vědomosti

Stopové prvky v tvárné litině

Během výrobního procesu tvárné litiny existuje řada stopových prvků, které narušují proces sféroidizace. Přestože hmotnostní podíl těchto prvků v tvárné litině je pouze několik dílů na deset tisíc nebo několik dílů na sto tisíc, mohou významně ovlivnit efekt sféroidizace. Toto rušení úzce souvisí s obsahem hořčíku v tavenině a rychlostí ochlazování a účinky různých rušivých prvků se překrývají.

 

Mezi běžné interferující prvky patří Sb, Sn, Bi, Te, Pb, Ti, Se a As atd. Tyto prvky lze klasifikovat podle jejich spotřeby hořčíku: Te a Se patří k typu spotřebovávajícím hořčík, které mají sklon se s hořčíkem kombinovat a podporovat tvorbu vermikulárního grafitu, podchlazeného grafitu a vločkového grafitu; Sb, Sn, As a Ti patří k typu segregace na hranicích zrn, které mají tendenci tvořit deformovaný grafit na hranicích zrn; zatímco Pb a Bi patří ke smíšenému typu, které při nízkém obsahu tvoří deformovaný grafit a při vysokém obsahu podporují tvorbu podchlazeného grafitu a vločkového grafitu.

 

Pro potlačení antisferoidizačního účinku těchto stopových interferujících prvků nebo pro rozšíření jejich povoleného rozsahu lze do tvárné litiny přidat prvky vzácných zemin. Množství přidaných prvků vzácných zemin by mělo být upraveno podle čistoty roztavené litiny a obvykle je vhodné, aby hmotnostní podíl zbytkového ceru dosáhl 0.03 %.

 

Za zmínku stojí zejména prvek olova. Pokud železná kapalina obsahuje olovo a jeho hmotnostní podíl je mezi 0.01 % a 0.05 %, musí hmotnostní podíl zbytkového hořčíku překročit 85 %, aby se dosáhlo míry sféroidizace přes 0.6 %, a hmotnostní podíl zbytkového ceru musí také dosáhnout více než 0.05 %.

 

Dále se ponoříme do toho nejvýznamnějšího z těchto stopových prvků.

 

SbSb, metaloidní prvek, má jedinečné fyzikální a chemické vlastnosti. Jeho elementární symbol je Sb, atomové číslo je 51 a jeho relativní atomová hmotnost se pohybuje od 175 do 176. Při pokojové teplotě se Sb jeví jako stříbrnobílá krystalická pevná látka, která je křehká a má relativně nízký bod tání 630 °C, zatímco jeho bod varu je až 1635 °C. Sb má navíc relativně stabilní chemické vlastnosti; při pokojové teplotě nereaguje s kyslíkem, ale při vysokých teplotách se s kyslíkem může slučovat za vzniku oxidu sírového. Sb je navíc nerozpustný ve vodě a běžných kyselinách a zásadách, ale může se rozpustit v lučavce královské a horké koncentrované kyselině sírové.

 

Fyzikální vlastnosti

Sb má specifické fyzikální vlastnosti. Je to stříbrnobílá krystalická pevná látka, která je křehká i tavitelná. Při pokojové teplotě, ačkoli její elektrická a tepelná vodivost nejsou tak dobré jako u jiných kovů, má stále jedinečnou aplikační hodnotu. Sb může reagovat s kyslíkem při vysokých teplotách za vzniku oxidu anhydridu. Tato vlastnost ho činí obzvláště důležitým v určitých aplikacích.

 

Chemické vlastnosti

Přestože má Sb relativně stabilní chemické vlastnosti, může za specifických podmínek reagovat s různými prvky a sloučeninami. Sb může tvořit dva typy halogenidů, mezi nimiž mají trihalogenidy a pentahalidy různé prostorové konfigurace. Oxidy Sb, jako je oxid Sb a pentoxid Sb, navíc vykazují amfoterní vlastnosti a mohou reagovat s kyselinami za vzniku odpovídajících solí Sb.

 

Sb má čtyři alotropy: šedý Sb, černý Sb, žlutý Sb a explozivní Sb. Tyto alotropy vykazují určité rozdíly ve fyzikálních a chemických vlastnostech, což Sb propůjčuje rozmanité vlastnosti v aplikacích.

 

Existence a příprava

V přírodě se Sb vyskytuje převážně v sulfidovém minerálu antimoniu. Průmyslové metody pro přípravu Sb zahrnují pražení a vysokoteplotní redukční procesy. Tyto metody umožňují efektivní extrakci Sb a jeho využití v různých oblastech.

 

editaci videa

Sb a jeho sloučeniny se díky svým jedinečným vlastnostem široce používají v různých oblastech. Například mají vynikající nehořlavost, odolnost proti korozi a antikorozní vlastnosti. Je však třeba poznamenat, že Sb není esenciálním prvkem pro život a pro živé organismy představuje určitá toxická a karcinogenní rizika. Proto je při používání Sb a jeho sloučenin třeba dbát zvláštní opatrnosti.

 

Role Sb z tvárné litiny

Během výroby tvárné litiny může přidání vhodného množství Sb výrazně zlepšit kulatý tvar grafitových kuliček a zvýšit jejich počet. Tento efekt je zvláště patrný při výrobě tvárné litiny s velkým průřezem. Očkováním a přidáním 0.05 % hmotnostních Sb lze získat velmi kulaté grafitové kuličky a počet grafitových kuliček se téměř zdvojnásobí ve srovnání se situací bez Sb. Tento objev poskytuje nové nápady a metody pro výrobu tvárné litiny.

Přidání Sb může zvýšit množství perlitu v matrici tvárné litiny. Obecně se vhodné množství Sb reguluje v rozmezí 0.06 % až 0.1 % hmotnostních. Pro další zlepšení výkonu tvárné litiny s velkým průřezem by se kromě přidání vhodného množství Sb mělo přidat také určité množství prvků vzácných zemin. Při konvenční výrobě tvárné litiny je zbytkový obsah vzácných zemin obvykle stanoven na 0.1 % až 0.3 % hmotnostních.

 

Pokud máte jakékoli dotazy, poptávku, potřebujete vyvinout nové díly z tvárné litiny nebo vylepšit svůj dodavatelský řetězec, neváhejte nás kontaktovat na adrese info@castings-forging.com