6.4. Качество и дефекты непрерывнолитых медных заготовок

1. Газированность (рис. 6.8) наблюдается в срезе после порезки слитков на мерные куски в виде строчки на глубине не более 10-15 мм от поверхности, имеет вид правильных фрагментов полой сферы с чистой от окислов внутренней поверхностью. Дефекты видны без применения увеличительных средств, имеют размеры максимум 1-1,5 мм.

Рисунок 6.8. Часть темплета с газированностью

Газированность образуется при:

• нарушении технологического процесса литья;
• отсутствии центровки литниковой системы относительно кристаллизаторов;
• скорости литья, превышающей скорость всплывания пузырьков;
• изменении вязкости расплава вследствие уменьшения температуры расплава.

Источником возникновения пузырьков является пар, образующийся в ходе химической реакции водорода с окислом меди при изменении растворимости водорода, растворенного в расплаве при кристаллизации.

В свою очередь, источником водорода при разливке меди огневого рафинирования является газовая среда, создаваемая при горении газовых горелок подогреваемых желобов и миксера.

2. Трещины в срезе после порезки слитков на мерные куски наблюдаются в виде отдельных нитевидных надрывов или паутинообразных расслоений в центре сечения слитка (рис. 6.9).

Дефекты видны без применения увеличительных средств, имеют протяженность до десятков миллиметров шириной, в отдельных случаях до 1мм.

Рисунок 6.9. Темплет из середины среза слитка (видны характерные разрывы)

3. Грубые разрывы в виде "рисовых зерен" или червеобразных полостей (рис.6.10), имеющие протяженность 1-10 мм и поверхность кирпичного цвета, образуются в меди, имеющей повышенное содержание примесей: кислорода выше 150 ppm, водорода более 1 ppm, серы более 12 ppm. Дефекты образуются при изменении фронтального направления роста кристаллов в зональное и имеют усадочное газовое происхождение.

Рисунок 6.10. Часть продольного теплета с характерными дефектами

4. Межкристаллитные трещины (рис. 6.11) в виде мелких, едва заметных невооруженным глазом разрывов с блестящей поверхностью располагаются как в центре сечения, так и по всей поверхности. Они образуются как в горячем, так и в холодном состоянии металла.

Рисунок 6.11. Продольный темплет. Центральная часть увеличена

После травления на макрошлифе дефекты имеют окисленную поверхность.

Трещины, образующиеся в холодном состоянии, имеют примерно одинаковую толщину, а трещины, образующиеся в горячем состоянии, заканчиваются небольшой усадочной раковиной в конце трещины в виде "стрелки".

Холодные микротрещины могут возникать при содержании водорода более 2 ppm и при содержании кислорода менее 50 ppm.

5. Продольные трещины на поверхности слитка (рис. 6.12), имеющие значительную протяженность, располагаются либо непрерывно, либо в виде строки. Ширина и глубина трещин - от долей миллиметра до миллиметра и более. Внутренняя поверхность трещин, как правило, окисленная с характерными цветами побежалости. Причиной образования продольных трещин являются свойства меди, изменяющиеся при увеличении содержания в ней примесей, а также состояние кристаллизаторов, изменяющее направление фронтов кристаллизации, что приводит к накоплению внутренних напряжений.

Рисунок 6.12. Продольные трещины на поверхности слитка. Часть темплета: характерная продольная трещина

6. Поперечные трещины (рис. 6.13) в виде надрывов, периодически возникающие на поверхности и имеющие неправильную развитую конфигурацию с темной, почти черной внутренней поверхностью, не имеют большой глубины (не более 3-5 мм) и удаляются при ручной или механической зачистке. Причиной образования продольных трещин является нарушение технологических процессов литья.

Рисунок 6.13. Часть темплета: поперечная трещина

7. Межкристаллитные трещины (рис. 6.14) выходят на поверхность и обнаруживаются после зачистки поверхностных дефектов. Они имеют неокисленную поверхность, повторяющую контур кристаллов, образуются при накоплении внутренних напряжений и вызваны неравномерностью теплоотвода в кристаллизаторах.

Рисунок 6.14. Часть темплета: необработанная поверхность, межкристаллитные трещины

6.4. Качество и дефекты непрерывнолитых медных заготовок