سرمئی کاسٹ آئرن میں مرکب عناصر کا کردار

1. مینگنیج اور سلفر
Generally speaking, sulfur is a harmful element. But for gray cast iron, a small amount of sulfur plays a very important role in the refinement of graphite core and cocrystal groups. Therefore, the sulfur content in gray cast iron should not be less than 0.06%, and it is best to keep between 0.06% and 0.08%. If the sulfur content is too high (>0.18 فیصد )، تمام قسم کے نقصان دہ اثرات ظاہر ہوں گے اور کاسٹنگ کے معیار کو نقصان پہنچائیں گے۔
سلفر مضبوط کیمیائی سرگرمی کے ساتھ ایک عنصر ہے. جب کاسٹ آئرن میں مینگنیز کا مواد بہت کم ہوتا ہے، تو سلفر اور آئرن مرکب FeS (پگھلنے کا نقطہ 1193 ڈگری) پیدا کرتے ہیں اور لوہے اور کاربن کے ساتھ کم پگھلنے والے کرسٹل بھی بناتے ہیں (کاربن 0.17 فیصد، سلفر 31.7 فیصد، باقی لوہا، پگھلنے کا نقطہ 975 ڈگری)۔
FeS کو لوہے کے محلول میں مکمل طور پر تحلیل کیا جا سکتا ہے۔ جب لوہے کی مضبوطی، سلفر یا ایف ای ایس میں آسٹینائٹ اور کاربنائزیشن ٹھوس محلول بہت چھوٹا ہوتا ہے، بتدریج بقیہ مائع مرحلے میں افزودہ ہوتا ہے، اور آخر میں سلفائیڈ کی شکل میں تیار ہوتا ہے، جب کاسٹ آئرن میں سلفر کا مواد 0.02 فیصد ہوتا ہے، آزاد سلفائیڈ ظاہر ہو سکتا ہے۔
گرے کاسٹ آئرن میں، سلفر اور مینگنیج کا تعلق لوہے کے مقابلے میں بہت زیادہ ہے، اور مندرجہ ذیل مساوات میں بیان کردہ رد عمل میں MnS کی تشکیل غالب ہے۔
Mn جمع FeS MnS جمع Fe
MnS کا پگھلنے کا نقطہ 1620 ڈگری ہے۔ سرمئی کاسٹ آئرن میں، MnS ایک چھوٹا اور بے ضرر نیلے سرمئی شامل ہے، جو دھاتی میٹرکس میں بکھرا ہوا ہے، اور کاسٹ آئرن کی پروسیسنگ کارکردگی کو بہتر بنانے اور آلے کی زندگی کو بہتر بنانے میں مدد کرتا ہے۔
گرے کاسٹ آئرن میں، MnS اور FeS آپس میں تحلیل ہو سکتے ہیں، اس لیے مرکب سلفائیڈ (MnFe) S میں مینگنیج اور سلفر کی مقدار متغیر ہے۔ سلفر اور آکسیجن بھی باہمی طور پر حل ہو سکتے ہیں، لہٰذا گرے کاسٹ آئرن میں، سلفائیڈ کی صورتحال بہت پیچیدہ ہوتی ہے، نتیجے میں آنے والے مرکبات کو FexMnySvOw سے ظاہر کیا جا سکتا ہے، جہاں کاسٹ آئرن کی مخصوص حالتوں سے x، y، v اور W کی قدریں تبدیل ہو جائیں گی۔
حالیہ برسوں میں، مقداری میٹالوگرافک تجزیہ کے ذریعے کیے گئے مطالعے سے معلوم ہوا ہے کہ 1cm3 راکھ کاسٹ آئرن میں MnS اور (MnFe) S کے تقریباً 43 ملین انکلوژنز ہیں، اور شمولیت کا سائز 2~23 مائیکرو ہے۔ شمولیت کی کل مقدار کاسٹ آئرن کے وزن کے 0.01 فیصد سے کم ہے۔
جب سلفر FeS یا ٹرنری کو-کرسٹل میں موجود ہوتا ہے، تو یہ ٹھوس ہونے کے عمل میں کوکرسٹل بلاک کے انٹرفیس میں مائع مرحلے میں الگ ہو جاتا ہے، کو-کرسٹل گروپ کی نشوونما میں رکاوٹ بنتا ہے، اور کو-کرسٹل کی مضبوطی کی سپر کولنگ کو بڑھاتا ہے، اس طرح کاسٹ آئرن کے سفید منہ کے رجحان میں اضافہ ہوتا ہے۔ ٹھوس ہونے کے بعد، کاکرسٹل گروپ کی باؤنڈری پر FeS یا ٹرنری کوکرسٹل کاسٹ آئرن کی میکانکی خصوصیات کو کم اور ٹوٹنا بڑا کر دے گا۔ یہ سلفر کا نقصان دہ اثر ہے۔
اگر فی ایس کی پیداوار کو روکنے اور باریک اور منتشر سلفائیڈ کو شامل کرنے کے لیے کاسٹ آئرن میں کافی مقدار میں مینگنیج شامل کیا جائے، تو سلفر گریفائٹ کے نیوکلیشن اور نمو میں مثبت اور فائدہ مند کردار ادا کرے گا۔ نتائج کاسٹ آئرن چھوٹا کرسٹل چھوٹا، گریفائٹ قسم A ہے، کوئی سفید منہ نہیں ہوگا۔ گریفائٹ شیٹ کی شکل کو تسلی بخش بنانے کے لیے، گرے کاسٹ آئرن میں سلفر کا کم از کم مواد 0.06 فیصد ہونا چاہیے۔ سلفر کا مواد اس قدر سے کم ہے، اور کاسٹ آئرن میں گریفائٹ شیٹ کی تقسیم خراب ہے، اور سفید منہ پیدا کرنا آسان ہے۔
گرے کاسٹ آئرن میں مینگنیج کا بنیادی کردار سلفر کو روکنا اور FeS کی تشکیل کو روکنا ہے۔ کیونکہ مینگنیج کے جوہری وزن اور سلفر کا تناسب 1.71 ہے۔ کاسٹ آئرن میں بننے والی مینگنیج اور سلفر کا MnS مساوی تناسب 1.71 ہے۔ منگن توازن سے اونچا، کہلاتا ہے۔