Diameter dan panjang nodul grafit dalam besi mulur dan hubungan mereka dengan kualiti bahagian besi mulur
1. Diameter dan panjang nodul grafit dalam besi mulur dan piawaian kebangsaan
Dalam besi mulur konvensional, diameter nodul grafit biasanya antara beberapa mikron dan puluhan mikron. Sebagai contoh, untuk beberapa bahagian besi mulur biasa, diameter purata nodul grafit mungkin sekitar 10-30 mikron.
Menurut GB/T 9441-2009 "Pemeriksaan Metallographic Besi mulur" standard, saiz nodul grafit dibahagikan kepada 6 gred, dengan gred 1 menjadi yang terbesar, dengan diameter purata lebih besar daripada 25μm; Gred 6 menjadi yang terkecil, dengan diameter purata kurang daripada 6.3μm. Senario aplikasi yang berbeza mempunyai keperluan yang berbeza untuk saiz nodul grafit. Sebagai contoh, dalam beberapa bahagian automotif dengan keperluan yang lebih tinggi, nodul grafit mungkin perlu lebih kecil dan lebih seragam dalam saiz untuk memperbaiki sifat mekanikal dan rintangan haus casting.
Secara umumnya, apabila nodul grafit adalah saiz 3 - 6μm, prestasi komprehensif besi mulur agak sangat baik. Pada masa ini, bola grafit adalah kecil dan sama rata, yang dapat menyebarkan tekanan, menghalang pengembangan retak, dan meningkatkan kekuatan, ketangguhan dan kemuluran bahan. Pada masa yang sama, bola grafit bersaiz kecil mempunyai kawasan ikatan yang besar dengan matriks, dan rintangan haba antara muka adalah kecil, yang kondusif untuk pengaliran haba, dan boleh menjadikan kekerasan permukaan besi tuang lebih seragam, meningkatkan rintangan haus.
Dari perspektif pemeriksaan metallographic, menurut GB/T 9441-2009 "Pemeriksaan Metallographic Besi mulur" standard, saiz bola grafit 5-7 biasanya dapat memenuhi keperluan prestasi komprehensif besi mulur dalam kebanyakan senario aplikasi. Dalam beberapa produk besi mulur tertentu, seperti paip besi mulur, saiz grafit umumnya 6-7, tahap spheroidisasi dikawal kepada 1-3, dan kadar spheroidisasi lebih besar daripada atau sama dengan 80%, yang membolehkan bahan untuk mendapatkan sifat mekanikal yang baik, kemuluran dan ketahanan korosi.
Walau bagaimanapun, saiz bola grafit optimum besi mulur juga akan dipengaruhi oleh pelbagai faktor seperti senario aplikasi tertentu, proses pengeluaran dan komposisi bahan. Dalam pengeluaran sebenar, ia perlu diselaraskan dan dioptimumkan mengikut keadaan tertentu.
2. Apakah kesan saiz bola grafit dalam besi mulur pada prestasi casting?
Saiz bola grafit dalam besi mulur mempunyai banyak kesan khusus terhadap prestasinya, yang kebanyakannya ditunjukkan dalam aspek berikut:
Sifat mekanikal
Kekuatan: Apabila bola grafit kecil dan diedarkan secara merata, mereka dapat menyebarkan tekanan dengan lebih berkesan, menghalang pengembangan retak, dan menjadikan kekuatan besi mulur lebih tinggi. Kerana kawasan ikatan antara bola grafit bersaiz kecil - dan matriks agak besar, penghantaran tekanan lebih seragam, dan keupayaan bahan untuk menahan daya luaran dipertingkatkan.
Ketangguhan dan kemuluran: Bola grafit kecil boleh membuat matriks besi tuang lebih berterusan. Apabila tertakluk kepada daya luaran, matriks boleh ubah bentuk lebih merata, dengan itu meningkatkan ketangguhan dan kemuluran bahan. Bola grafit berukuran besar - bersamaan dengan "kecacatan" yang lebih besar, yang terdedah untuk menyebabkan kepekatan tekanan apabila tertakluk, mengakibatkan patah pramatang bahan dan mengurangkan ketangguhan dan kemuluran.
Pakai rintangan
Apabila bola grafit kecil dan diedarkan secara merata, kekerasan permukaan besi tuang lebih seragam. Semasa proses geseran, tidak mudah untuk memakai pakaian tempatan yang berlebihan, dan rintangan haus lebih baik. Pada masa yang sama, bola grafit kecil mempunyai sedikit kesan pemotongan pada matriks, dan matriks dapat lebih baik menyokong beban dan menahan haus. Pakai alur mudah dibentuk di sekitar bola grafit yang besar, yang mempercepat memakai bahan.
Rintangan kakisan
Bola grafit kecil dan seragam membantu membentuk filem oksida yang lebih padat dan meningkatkan rintangan kakisan besi mulur. Kerana bola grafit kecil diedarkan sama rata, mikrostruktur besi tuang lebih seragam. Dalam persekitaran yang mengakis, tidak mudah untuk membentuk sel -sel kakisan tempatan, dengan itu melambatkan kadar kakisan. Bola grafit besar boleh menyebabkan mikrostruktur yang tidak sekata besi tuang, dan antara muka antara bola grafit dan matriks mudah menjadi titik permulaan kakisan, mengurangkan rintangan kakisan.
Prestasi memproses
Bola grafit adalah kecil, dan semasa pemprosesan, kesan ke atas alat itu kecil, kualiti permukaan pemprosesan adalah baik, dan alat memakai agak kecil, yang kondusif untuk meningkatkan kecekapan pemprosesan dan mengurangkan kos pemprosesan. Bola grafit yang besar boleh meningkatkan kekasaran permukaan pemprosesan, dan juga menyebabkan kecacatan seperti keruntuhan tepi, yang mempengaruhi ketepatan pemprosesan dan kualiti permukaan.
3. Pengaruh saiz bola grafit besi mulur pada rintangan haus casting adalah seperti berikut:
Bola grafit kecil: Bola grafit dengan saiz kecil dan pengedaran seragam boleh menjadikan matriks besi tuang mempunyai kesinambungan yang baik dan kekerasan yang lebih seragam. Semasa proses geseran, ia dapat menyokong beban secara berkesan, dan tidak mudah untuk mempunyai kepekatan tekanan tempatan dan haus yang berlebihan, dan rintangan haus adalah baik. Pada masa yang sama, bola grafit kecil mempunyai sedikit kesan pemisahan pada matriks, yang dapat mengurangkan pembentukan alur haus, dengan itu meningkatkan rintangan haus bahan.
Bola grafit besar: Bola grafit bersaiz besar - bersamaan dengan "kecacatan" dalam bahan, yang mudah menyebabkan kepekatan tekanan apabila tertakluk. Semasa proses geseran, pakai alur mudah dibentuk di sekitar bola grafit yang besar, yang mempercepat memakai bahan. Di samping itu, bola grafit yang besar akan menjadikan struktur mikro besi tidak sekata, mengakibatkan perbezaan besar dalam kekerasan permukaan dan mengurangkan rintangan haus secara keseluruhan.
4. Apakah faktor yang mempengaruhi saiz bola grafit dalam besi mulur?
Komposisi kimia
Kandungan Karbon dan Silikon: Karbon adalah elemen utama dalam pembentukan grafit. Dengan kandungan karbon yang tinggi, bilangan bola grafit meningkat dan saiznya menjadi lebih kecil. Silicon boleh menggalakkan grafitisasi, dan jumlah silikon yang sesuai boleh membuat sfera grafit kecil dan seragam. Walau bagaimanapun, jika kandungan silikon terlalu tinggi, ia akan mengurangkan ketidakstabilan besi cair dan menjejaskan pertumbuhan sfera grafit.
Spheroidizer dan Inoculant: Spheroidizer boleh membuat grafit mengkristal ke dalam sfera, dan jumlah spheroidizer yang sesuai ditambah dapat memastikan keseragaman dan saiz sifar sfera grafit. Inokulan boleh meningkatkan teras grafit, meningkatkan bilangan sfera grafit dan mengurangkan saiznya.
Proses lebur
Suhu cecair besi: Jika suhu cecair besi terlalu tinggi, sfera grafit akan tumbuh dan mudah menyebabkan penurunan spheroidisasi. Sekiranya suhu terlalu rendah, ketidakstabilan cecair besi adalah miskin, yang tidak kondusif untuk pertumbuhan seragam sfera grafit.
Masa lebur: Memperluas masa lebur dengan betul boleh menjadikan komposisi cecair besi lebih seragam, yang kondusif untuk pertumbuhan seragam sfera grafit. Walau bagaimanapun, masa lebur yang terlalu panjang akan menyebabkan cecair besi untuk mengoksidakan, yang mempengaruhi pembentukan dan pertumbuhan sfera grafit.
Proses pemutus
Menuangkan suhu: Jika suhu pemutus terlalu tinggi, sfera grafit akan mempunyai lebih banyak masa untuk berkembang semasa proses pemejalan, menghasilkan saiz yang lebih besar. Sekiranya suhu mencurahkan terlalu rendah, kapasiti pengisian besi cair adalah miskin, yang boleh menyebabkan kecacatan seperti penutup sejuk dan tidak mencukupi, yang mempengaruhi pengedaran dan saiz bola grafit.
Tuang kelajuan: Jika kelajuan menuangkan terlalu cepat, aliran besi cair dalam rongga acuan akan bergelora, yang akan menyebabkan bola grafit dibasuh dan bertembung, mempengaruhi pertumbuhan dan pengedaran mereka. Sekiranya kelajuan menuangkan terlalu perlahan, besi cair akan sejuk untuk masa yang lama dalam pelari, yang boleh membentuk bola grafit terlebih dahulu, menghasilkan saiz bola grafit yang tidak sekata.
Kelajuan penyejukan
Kelajuan penyejukan cepat dan supercooling besar akan meningkatkan kadar nukleasi bola grafit, meningkatkan bilangan bola grafit dan mengurangkan saiznya. Jika kelajuan penyejukan perlahan, bola grafit mempunyai lebih banyak masa untuk berkembang dan saiznya akan meningkat. Dalam pengeluaran sebenar, kelajuan penyejukan boleh diselaraskan dengan mengawal faktor seperti bahan pemutus dan ketebalan dinding.
