Grafīta mezglu diametrs un garums kaļamos dzelzs un to attiecības ar kaļamo dzelzs daļu kvalitāti
1. Grafīta mezglu diametrs un garums kaļamos dzelzs un nacionālajos standartos
Parastā kaļamā dzelzs gadījumā grafīta mezgliņu diametrs parasti ir starp dažiem mikroniem un desmitiem mikronu. Piemēram, dažām parastām kaļamajām dzelzs daļām grafīta mezgliņu vidējais diametrs var būt ap 10-30 mikroniem.
Saskaņā ar GB/T 9441-2009 "Standarta metalogrāfisko pārbaudi", grafīta mezgliņu lielums ir sadalīts 6 pakāpēs, un 1. pakāpe ir lielākā, un vidējais diametrs ir lielāks par 25 μm; 6. pakāpe ir mazākā, vidējais diametrs ir mazāks par 6,3 μm. Dažādiem lietojumprogrammu scenārijiem ir atšķirīgas prasības grafīta mezgliņu lielumam. Piemēram, dažās automobiļu daļās ar augstākām prasībām grafīta mezgliņiem var būt jābūt mazākām un vienveidīgākām izmēriem, lai uzlabotu lējumu mehāniskās īpašības un nodiluma izturību.
Vispārīgi runājot, kad grafīta mezgliņi ir 3 - 6μm izmēri, visaptveroša kaļamā dzelzs veiktspēja ir salīdzinoši izcila. Šajā laikā grafīta bumbiņas ir mazas un vienmērīgi sadalītas, kas var efektīvi izkliedēt stresu, kavēt plaisu paplašināšanos un uzlabot materiāla izturību, izturību un elastību. Tajā pašā laikā maza izmēra grafīta bumbiņām ir liels savienošanas laukums ar matricu, un interfeisa termiskā pretestība ir maza, kas veicina siltuma vadīšanu un var padarīt čuguna virsmas cietību vienveidīgāku, uzlabojot nodiluma izturību.
Raugoties no metalogrāfiskās pārbaudes viedokļa, saskaņā ar GB/T 9441-2009 "Standarta" metalogrāfisko pārbaudi ", grafīta lodīšu izmērs 5-7 parasti var atbilst kaļamā dzelzs visaptverošās veiktspējas prasībām lielākajā daļā pielietojuma scenāriju. Dažos specifiskos kaļamos dzelzs produktos, piemēram, kaļamās dzelzs caurulēs, grafīta lielums parasti ir 6-7, sferoidizācijas līmeni kontrolē līdz 1-3, un sferoidizācijas ātrums ir lielāks vai vienāds ar 80%, kas var dot materiālam iegūt labas mehāniskās īpašības, atskaites un korozijas izturību.
Tomēr optimālo kaļamā dzelzs grafīta lodīšu izmēru ietekmēs arī vairāki faktori, piemēram, specifiski pielietojuma scenāriji, ražošanas procesi un materiāla sastāvs. Faktiskā ražošanā tā ir jāpielāgo un jāoptimizē atbilstoši īpašiem apstākļiem.
2. Kāda ir grafīta bumbiņu lieluma ietekme uz kaļamo dzelzi uz lējumu veikšanu?
Grafīta bumbiņu lielumam kaļamajā dzelzs lielumā ir daudz specifiskas ietekmes uz tā veiktspēju, kas galvenokārt atspoguļojas šādos aspektos:
Mehāniskās īpašības
Stiprums: Kad grafīta bumbiņas ir mazas un vienmērīgi sadalītas, tās var efektīvāk izkliedēt spriegumu, kavēt plaisu izplešanos un padarīt kaļamā dzelzs stiprumu augstāku. Tā kā savienojuma laukums starp mazām - lieluma grafīta bumbiņām un matrica ir salīdzinoši liela, sprieguma pārraide ir vienveidīgāka, un materiāla spēja pretoties ārējiem spēkiem ir uzlabota.
Stingrība un elastība: mazas grafīta bumbiņas var padarīt čuguna matricu nepārtrauktāku. Kad matrica tiek pakļauta ārējiem spēkiem, var vienmērīgāk deformēties, tādējādi uzlabojot materiāla izturību un elastību. Lielas - izmēra grafīta bumbiņas ir ekvivalenta lielākiem "defektiem", kuriem ir tendence izraisīt stresa koncentrāciju, ja tās pakļautas spēkam, kā rezultātā tiek veikts priekšlaicīgs materiāla lūzums un samazināta izturība un elastība.
Nodilums pretestība
Kad grafīta bumbiņas ir mazas un vienmērīgi sadalītas, čuguna virsmas cietība ir vienveidīgāka. Berzes procesa laikā nav viegli iegūt pārmērīgu vietējo nodilumu, un nodiluma izturība ir labāka. Tajā pašā laikā mazām grafīta bumbiņām ir maza griešanas ietekme uz matricu, un matrica var labāk atbalstīt slodzi un pretoties nodilumam. Valkāt rievas ir viegli veidojamas ap lielām grafīta bumbiņām, kas paātrina materiāla nodilumu.
Izturība pret koroziju
Mazas un vienveidīgas grafīta bumbiņas palīdz veidot blīvāku oksīda plēvi un uzlabot kaļamā dzelzs izturību pret koroziju. Tā kā mazās grafīta bumbiņas ir vienmērīgi sadalītas, čuguna mikrostruktūra ir vienveidīgāka. Korozīvā vidē nav viegli veidot vietējās korozijas šūnas, tādējādi palēninot korozijas ātrumu. Lielas grafīta bumbiņas var izraisīt nevienmērīgu čuguna mikrostruktūru, un interfeiss starp grafīta bumbiņām un matricu ir viegli kļūt par korozijas sākumpunktu, samazinot izturību pret koroziju.
Apstrādes veiktspēja
Grafīta bumbiņas ir mazas, un apstrādes laikā ietekme uz instrumentu ir maza, apstrādes virsmas kvalitāte ir laba, un instrumenta nodilums ir salīdzinoši mazs, kas veicina apstrādes efektivitātes uzlabošanu un apstrādes izmaksu samazināšanu. Lielas grafīta bumbiņas var palielināt apstrādes virsmas nelīdzenumu un pat izraisīt tādus defektus kā malu sabrukums, ietekmējot apstrādes precizitāti un virsmas kvalitāti.
3. Kaļā dzelzs grafīta bumbiņu lieluma ietekme uz lējumu nodiluma izturību ir šāda:
Nelielas grafīta bumbiņas: grafīta bumbiņas ar mazu izmēru un vienmērīgu sadalījumu var padarīt čuguna matricu ir laba nepārtrauktība un vienmērīgāka cietība. Berzes procesa laikā tas var efektīvi atbalstīt slodzi, un nav viegli iegūt vietējo stresa koncentrāciju un pārmērīgu nodilumu, un nodiluma izturība ir laba. Tajā pašā laikā mazām grafīta bumbiņām ir maza sadalīšanas ietekme uz matricu, kas var samazināt nodiluma rievu veidošanos, tādējādi uzlabojot materiāla nodiluma izturību.
Lielas grafīta bumbiņas: lielas - izmēra grafīta bumbiņas ir līdzvērtīgas materiāla "defektiem", kas ir viegli izraisīt stresa koncentrāciju, ja to pakļauts spēkam. Berzes procesa laikā valkāt rievas ir viegli veidotas ap lielām grafīta bumbiņām, kas paātrina materiāla nodilumu. Turklāt lielas grafīta bumbiņas padarīs čuguna nevienmērīgu mikrostruktūru, kā rezultātā lielas atšķirības virsmas cietībā un samazina vispārējo nodiluma izturību.
4. Kādi faktori ietekmē grafīta bumbiņu lielumu kaļamajā dzelzs?
Ķīmiskais sastāvs
Oglekļa un silīcija saturs: ogleklis ir galvenais grafīta veidošanās elements. Ar augstu oglekļa saturu palielinās grafīta bumbiņu skaits, un izmērs var kļūt mazāks. Silīcijs var veicināt grafitizāciju, un atbilstošs silīcija daudzums var padarīt grafīta sfēras mazas un vienveidīgas. Tomēr, ja silīcija saturs ir pārāk augsts, tas samazinās izkausētā dzelzs plūstamību un ietekmēs grafīta sfēru augšanu.
Sferoidizators un inokulants: Sferoidizer var padarīt grafītu kristalizēties sfērās, un atbilstošais pievienotā sferoidizatora daudzums var nodrošināt grafīta sfēru apaļumu un izmēru vienveidību. Inokulants var palielināt grafīta kodolu, palielināt grafīta sfēru skaitu un samazināt to lielumu.
Kušanas process
Dzelzs šķidruma temperatūra: ja dzelzs šķidruma temperatūra ir pārāk augsta, grafīta sfēras augs un viegli izraisīs sferoidizācijas samazināšanos. Ja temperatūra ir pārāk zema, dzelzs šķidruma šķidrums ir slikts, kas neveicina grafīta sfēru vienmērīgu augšanu.
Kušanas laiks: pareiza kausēšanas laika pagarināšana var padarīt dzelzs šķidruma sastāvu vienveidīgāku, kas veicina grafīta sfēru vienmērīgu augšanu. Tomēr pārāk ilgs kausēšanas laiks izraisīs dzelzs šķidruma oksidēšanu, ietekmējot grafīta sfēru veidošanos un augšanu.
Liešanas process
Liešanas temperatūra: ja liešanas temperatūra ir pārāk augsta, grafīta sfērām būs vairāk laika augt sacietēšanas procesā, kā rezultātā būs lielāks izmērs. Ja ielejošā temperatūra ir pārāk zema, izkausētā dzelzs pildījuma spēja ir slikta, kas var izraisīt tādus defektus kā auksts aizvērts un nepietiekams ieliešanai, ietekmējot grafīta bumbiņu sadalījumu un izmēru.
Liešanas ātrums: ja ieliešanas ātrums ir pārāk ātrs, izkausētā dzelzs plūsma pelējuma dobumā būs turbulents, kas izraisīs grafīta bumbiņu mazgāšanu un sadursmi, ietekmējot to augšanu un sadalījumu. Ja ielejas ātrums ir pārāk lēns, izkausētais dzelzs ilgu laiku atdziest skrējienā, kas var iepriekš veidot grafīta bumbiņas, kā rezultātā rodas nevienmērīgi grafīta bumbiņas izmēri.
Dzesēšanas ātrums
Ātra dzesēšanas ātrums un liela supercooling palielinās grafīta bumbiņu kodolizācijas ātrumu, palielinās grafīta bumbiņu skaitu un samazinās to lielumu. Ja dzesēšanas ātrums ir lēns, grafīta bumbiņām ir vairāk laika augt, un to lielums palielināsies. Faktiskā ražošanā dzesēšanas ātrumu var pielāgot, kontrolējot tādus faktorus kā liešanas materiāli un sienas biezums.
