Filtrationseffizienz von Einschlüssen in leichten FeMnAl-Stählen

Exklusiv
GIESSEREI PRAXIS 10/2020
Forschung
Schmelzen

Die Effizienz von Schaumkeramikfiltern bei der Entfernung unterschiedlicher Einschlusspopulationen in einem Fe-30Mn-9Al-1Si-0,9C-0,5Mo-Stahl wurde untersucht. Mittels einer Software zur Modellierung des Schmelzeflusses und der Erstarrung wurde eine Formauslegung erstellt. Bei der Konstruktion wurde ein gemeinsamer Eingusstrichter verwendet, der an zwei unterschiedlichen, aber ausgewogenen Eingusssystemen angebracht war. Bei einem Gießlauf wurde ein Schaumkeramikfilter verwendet, der andere Gießlauf blieb ungefiltert. Aus einer Siphonpfanne wurden nacheinander drei Formen abgegossen. Metallographische Proben, die vor dem Filter entnommen wurden, zeigten umfangreiche Al- und Mn-reiche Oxid-Bi-Filme. Nach dem Filter zersägte Proben enthielten keine Bi-Filme. AlN oder komplexes AlN-MnS oder AlN-MnO machten mehr als 70 % aller Einschlüsse aus. Zersägte Proben aus den ersten beiden Formen zeigten eine Effizienz beim Entfernen der Einschlüsse von 38 % bzw. 39 %. Größere Einschlüsse von mehr als 3 μm wurden
effizienter gefiltert. Die dritte Form mit der größten Anzahl an größeren Einschlüsse zeigte mit 55 % die höchste Effizienz beim Entfernen von Einschlüssen.

Filtration Efficiency of Inclusions in Lightweight FeMnAl Steels

The efficiency of ceramic foam filters in removing different inclusion populations in a Fe-30Mn-9Al- 1Si-0.9C-0.5Mo steel was investigated. A mold design was created utilizing fluid flow and solidification modeling software. The design utilized a common pouring cup attached to two different but balanced gating systems. One runner utilized a ceramic foam filter while the other runner was unfiltered. Three molds were poured in sequence from a teapot style ladle. Metallographic samples revealed extensive Al and Mn rich oxide bi-films in samples taken before the filter. Samples sectioned after the filter did not contain bi-films. AlN or complex AlN-MnS or AlN-MnO comprised more than 70 % of all inclusions. Samples sectioned from the first two molds showed an inclusion removal efficiency of 38 % and 39 %, respectively. Larger inclusions greater than 3 μm were more efficiently filtered. The third mold with the greatest number of larger inclusions showed the highest inclusion removal efficiency of 55 %.

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