Діаметр і довжина графітових вузликів у пластичному залізі та їх взаємозв'язок з якістю пластичних частин заліза
1. Діаметр і довжина графітних вузликів у пластичному залізі та національних стандартах
У звичайному пластичному залізі діаметр графітових вузликів зазвичай становить між кількома мікронами і десятками мікрон. Наприклад, для деяких поширених частин пластичного заліза середній діаметр графітових вузликів може становити близько 10-30 мкм.
Відповідно до стандарту GB/T 9441-2009 "Металографічна перевірка пластичного заліза", розмір графітових вузликів поділяється на 6 класів, причому 1-найбільший, середній діаметр більше 25 мкм; 6 клас - найменший, середній діаметр менше 6,3 мкм. Різні сценарії додатків мають різні вимоги до розміру графітових вузликів. Наприклад, у деяких автомобільних частинах з більш високими вимогами графітові вузлики, можливо, повинні бути меншими та більш рівномірними розмірами для поліпшення механічних властивостей та стійкості до зносу кастингу.
Взагалі кажучи, коли графітні вузлики розміром 3 - 6 мкм, всебічна продуктивність пластичного заліза порівняно відмінна. У цей час графітові кульки невеликі і рівномірно розподілені, що може ефективно розповсюджувати стрес, перешкоджати розширенню тріщин та покращити міцність, міцність та пластичність матеріалу. У той же час, графітові кульки невеликого розміру мають велику зону зв'язку з матрицею, а тепловий опір інтерфейсу невеликий, що сприяє теплопровідності, і може зробити твердість поверхні чавуну більш рівномірною, покращуючи стійкість зносу.
З точки зору металографічного огляду, згідно з стандартом GB/T 9441-2009 "Металографічна перевірка пластичного заліза", розмір графітової кулі 5-7 зазвичай може відповідати вимогам комплексного виконання пластичного заліза в більшості прикладних сценаріїв. У деяких специфічних продуктах пластичного заліза, таких як пластичні залізні труби, розмір графіту, як правило, 6-7, рівень сфероїдизації контролюється до 1-3, а швидкість сфероїдизації більша або дорівнює 80%, що може дати можливість матеріалу отримати хороші механічні властивості, пластичність та корозійну стійкість.
Однак на оптимальний графітовий розмір пластичного заліза також впливатиме на кілька факторів, таких як конкретні сценарії застосування, виробничі процеси та склад матеріалу. У фактичному виробництві його потрібно коригувати та оптимізувати відповідно до конкретних обставин.
2. Які ефекти розміру графітових куль у пластичне залізо на продуктивність кастингу?
Розмір графітових куль у пластичному залізі має багато специфічних впливів на його продуктивність, які в основному відображаються в таких аспектах:
Механічні властивості
Сила: Коли графітові кульки невеликі і рівномірно розподілені, вони можуть ефективніше розповсюджувати стрес, перешкоджати розширенню тріщин і зробити міцність пластичного заліза вище. Оскільки площа скріплення між невеликими графічними кульками -}}} розміром є відносно великою, передача напруги є більш рівномірною, а здатність матеріалу протистояти зовнішнім силам посилюється.
Жистка та пластичність: Маленькі графітові кульки можуть зробити матрицю чавуну більш безперервною. Піддаючись зовнішнім силам, матриця може деформуватися рівномірно, тим самим покращуючи міцність і пластичність матеріалу. Великі - графічні кулі розміром еквівалентні більшим "дефектам", які схильні спричинити концентрацію напруги при підданні силі, що призводить до передчасного руйнування матеріалу та зниженої міцності та пластичності.
Опір зносу
Коли графітові кульки невеликі і рівномірно розподілені, твердість поверхні чавуну є більш рівномірною. Під час процесу тертя нелегко мати надмірний місцевий знос, а стійкість до зносу краща. У той же час невеликі графітові кульки мають невеликий вплив на матрицю, а матриця може краще підтримувати знос навантаження та протистояти. Носіть канавки легко утворюються навколо великих графітових кульок, що прискорює знос матеріалу.
Корозійна стійкість
Невеликі та рівномірні графітові кульки допомагають утворити щільнішу оксидну плівку та покращити корозійну стійкість пластичного заліза. Оскільки невеликі графітові кульки рівномірно розподіляються, мікроструктура чавуну є більш рівномірною. У корозійному середовищі нелегко утворювати локальні корозійні клітини, тим самим уповільнюючи швидкість корозії. Великі графітові кульки можуть спричинити нерівну мікроструктуру чавуну, а інтерфейс між графітовими кульками та матрицею легко стати початковою точкою корозії, знижуючи резистентність до корозії.
Ефективність обробки
Графітові кульки невеликі, а під час обробки вплив на інструмент невеликий, якість поверхні обробки хороша, а знос інструменту порівняно невеликий, що сприяє підвищенню ефективності обробки та зменшення витрат на обробку. Великі графітові кульки можуть збільшити шорсткість обробки поверхні і навіть викликати дефекти, такі як крах краю, впливаючи на точність обробки та якість поверхні.
3. Вплив розміру графітових кульок пластичного заліза на зносостійкість виливків такий:
Невеликі графітові кульки: графітові кульки з невеликим розміром та рівномірним розподілом можуть змусити матрицю чавуну мати гарну безперервність і більш рівномірну твердість. Під час процесу тертя він може ефективно підтримувати навантаження, і нелегко мати місцеву концентрацію стресу та надмірний знос, а стійкість до зносу хороша. У той же час, невеликі графітові кульки мають невеликий вплив на матрицю, що може зменшити утворення канавок зносу, тим самим покращуючи зносостійкість матеріалу.
Великі графітові кульки: великі - розміри графітові кульки еквівалентні "дефектам" у матеріалі, які легко спричинити концентрацію напруги при підданні силі. Під час процесу тертя носити канавки легко утворюються навколо великих графітових кульок, що прискорює знос матеріалу. Крім того, великі графітові кульки зроблять мікроструктуру чавуну нерівномірним, що призведе до великих відмінностей у твердності поверхні та зменшення загальної стійкості до зносу.
4. Які фактори впливають на розмір графітових куль у пластичному залізі?
Хімічний склад
Вміст вуглецю та кремнію: вуглець є основним елементом утворення графіту. При високому вмісті вуглецю кількість графітових кульок збільшується, а розмір може стати меншим. Кремній може сприяти графітизації, а відповідна кількість кремнію може зробити графітові сфери невеликими та рівномірними. Однак, якщо вміст кремнію занадто високий, він знизить плинність розплавленого заліза і вплине на ріст графітових сфер.
Сфероїдізатор та інокулянт: Сфероїдізатор може зробити графіт кристалізований у сфери, а відповідна кількість доданого сфероїдізатора може забезпечити рівномірність округлості та розміру графітових сфер. Іокулянт може збільшити графітове ядро, збільшити кількість графітових сфер та зменшити їх розмір.
Процес плавлення
Температура рідини заліза: Якщо температура рідини заліза занадто висока, графітові сфери будуть рости і легко спричинили зниження сфероїдизації. Якщо температура занадто низька, плинність залізної рідини погана, що не сприяє рівномірному росту графітових сфер.
Час плавлення: Правильне продовження часу плавлення може зробити склад залізної рідини більш рівномірною, що сприяє рівномірному зростанню графітових сфер. Однак занадто тривалий час плавлення призведе до окислення залізної рідини, що впливає на утворення та ріст графітових сфер.
Процес кастингу
Температура заливки: Якщо температура лиття занадто висока, графітові сфери матимуть більше часу для вирощування під час затвердіння, що призведе до більших розмірів. Якщо температура заливки занадто низька, наповнювальна здатність розплавленого заліза погана, що може спричинити такі дефекти, як холодне закриття та недостатня виливання, що впливає на розподіл та розмір графітових кульок.
Швидкість заливання: Якщо швидкість заливки занадто швидка, потік розплавленого заліза в порожнині форми буде турбулентним, що призведе до промивання графітових кульок і зіткнення, що впливає на їх ріст та розподіл. Якщо швидкість заливки занадто повільна, розплавлене залізо тривалий час охолоне в бігунах, що може формувати графітові кульки заздалегідь, що призводить до нерівномірних розмірів графітових кульок.
Швидкість охолодження
Швидка швидкість охолодження та велике переохолодження збільшать швидкість зародження графітових кульок, збільшить кількість графітових кульок і зменшить їх розмір. Якщо швидкість охолодження повільна, графітові кульки мають більше часу для вирощування, і їх розмір збільшиться. У фактичному виробництві швидкість охолодження може бути відрегульована, контролюючи такі фактори, як лиття матеріалів та товщина стінок.
