Průměr a délka grafitových uzlů v tažném železe a jejich vztahu s kvalitou tažných částí železa
1. průměr a délka grafitových uzlů v tažném železe a národních standardech
V konvenčním tažném železe je průměr grafitových uzlů obvykle mezi několika mikrony a desítkami mikronů. Například u některých běžných tažných částí železa může být průměrný průměr grafitových uzlů přibližně 10-30 mikronů.
Podle standardu GB/T 9441-2009 „Metalografická inspekce tažného železa“ je velikost grafitových uzlů rozdělena do 6 stupňů, přičemž třída 1 je největší, s průměrným průměrem větší než 25 μm; Stupeň 6 je nejmenší, s průměrným průměrem menším než 6,3 μm. Různé scénáře aplikací mají různé požadavky na velikost grafitových uzlů. Například v některých automobilových částech s vyššími požadavky mohou být grafitové uzly nutné menší a jednotnější, aby se zlepšily mechanické vlastnosti a odolnost odlitků opotřebení.
Obecně lze říci, že když jsou grafitové uzly 3 - velikosti 6 μm, komplexní výkon tažného železa je relativně vynikající. V této době jsou grafitové koule malé a rovnoměrně distribuované, což může účinně rozptýlit stres, bránit rozšíření trhlin a zlepšit sílu, houževnatost a tažnost materiálu. Současně mají grafitové koule malé velikosti velkou lepení s matricí a tepelný odpor rozhraní je malý, což vede k tepelnému vedení a může učinit povrchovou tvrdost litiny rovnoměrnější a zlepšit odolnost proti opotřebení.
Z pohledu metalografické inspekce může podle standardu GB/T 9441-2009 „metalografická inspekce tažného železa“ velikost grafitové koule 5-7 obvykle splňovat požadavky komplexního výkonu tažného železa ve většině aplikačních scénářů. V některých specifických produktech tažného železa, jako jsou trubkové potrubí v tažném potrubí, je velikost grafitu obecně 6-7, úroveň sféroidizace je kontrolována na 1-3 a rychlost sféroidizace je větší nebo rovná 80%, což může materiál umožnit získat dobré mechanické vlastnosti, tažnost a odolnost proti korozi.
Optimální velikost grafitové koule v tažné železné železe však bude také ovlivněna několika faktory, jako jsou specifické aplikační scénáře, výrobní procesy a složení materiálu. Ve skutečné výrobě je třeba ji upravit a optimalizovat podle konkrétních okolností.
2. Jaké jsou účinky velikosti grafitových koulí v tažném železe na výkon odlitků?
Velikost grafitových koulí v tažném železe má mnoho specifických účinků na jeho výkon, které se odrážejí hlavně v následujících aspektech:
Mechanické vlastnosti
Síla: Když jsou grafitové koule malé a rovnoměrně distribuované, mohou účinněji rozptýlit napětí, bránit rozšíření trhlin a zvýšit sílu tažného železa. Protože lepení mezi malými - grafitovými koulemi a maticí je relativně velká, přenos napětí je jednotnější a schopnost materiálu odolávat vnějším silám je vylepšena.
Houženost a tažnost: Malé grafitové koule mohou zvýšit kontinuálnější matrici litiny. Když je matice podrobena vnějším silám, může se matice deformovat rovnoměrněji, čímž se zlepšuje houževnatost a tažnost materiálu. Velké - velikosti grafitových koulí jsou ekvivalentní většímu „defektům“, které jsou náchylné způsobit koncentraci napětí, když jsou vystaveny síle, což má za následek předčasnou zlomeninu materiálu a sníženou houževnatost a tažnost.
Nosit odpor
Když jsou grafitové koule malé a rovnoměrně rozloženy, je povrchová tvrdost litiny jednotnější. Během procesu tření není snadné mít nadměrné místní opotřebení a odolnost proti opotřebení je lepší. Současně mají malé grafitové koule malý řez na matrici a matice může lépe podporovat zátěž a odolávat opotřebení. Nosit drážky se snadno tvoří kolem velkých grafitových koulí, které urychlují opotřebení materiálu.
Odolnost proti korozi
Malé a jednotné grafitové koule pomáhají vytvořit hustší oxidový film a zlepšit odolnost proti korozi tažného železa. Protože malé grafitové koule jsou rovnoměrně distribuovány, je mikrostruktura litiny jednotnější. V korozivním prostředí není snadné tvořit místní korozní buňky, čímž zpomaluje míru koroze. Velké grafitové koule mohou způsobit nerovnoměrnou mikrostrukturu litiny a rozhraní mezi grafitovými koulemi a matricí se snadno stane výchozím bodem koroze, což snižuje odolnost proti korozi.
Výkon zpracování
Grafitové koule jsou malé a během zpracování je dopad na nástroj malý, kvalita povrchu zpracování je dobrá a opotřebení nástroje je relativně malé, což vede ke zlepšení účinnosti zpracování a snižování nákladů na zpracování. Velké grafitové koule mohou zvýšit drsnost povrchu zpracování a dokonce způsobit defekty, jako je kolaps okraje, což ovlivňuje přesnost zpracování a kvalita povrchu.
3. vliv velikosti grafitových kuliček tažného železa na opotřebení odlitků je následující:
Malé grafitové kuličky: Grafitové koule s malou velikostí a jednotným rozložením mohou způsobit, že matice litiny má dobrou kontinuitu a rovnoměrnější tvrdost. Během procesu tření může efektivně podporovat zátěž a není snadné mít místní koncentraci napětí a nadměrné opotřebení a odpor opotřebení je dobrý. Současně mají malé grafitové koule na matrici malý rozštěpený účinek, což může snížit tvorbu drážkovacích drážky, čímž se zlepšuje odolnost proti opotřebení materiálu.
Velké grafitové koule: velké - velikosti grafitových koulí jsou ekvivalentní „vadám“ v materiálu, které lze snadno způsobit koncentraci napětí, když jsou vystaveny síle. Během procesu tření se nosit drážky se snadno tvoří kolem velkých grafitových koulí, které urychlují opotřebení materiálu. Kromě toho velké grafitové koule způsobí, že mikrostruktura litiny nerovnoměrně způsobí velké rozdíly v tvrdosti povrchu a sníží celkovou odolnost proti opotřebení.
4. Jaké faktory ovlivňují velikost grafitových koulí v tažném železe?
Chemické složení
Obsah uhlíku a křemíku: Uhlík je hlavním prvkem při tvorbě grafitu. S vysokým obsahem uhlíku se počet grafitových koulí zvyšuje a velikost se může zmenšit. Křemík může podporovat grafitizaci a vhodné množství křemíku může způsobit, že grafitové oblasti malé a jednotné. Pokud je však obsah křemíku příliš vysoký, sníží to plynulost roztaveného železa a ovlivní růst grafitových vad.
Sféroidizer a inokulant: sféroidizer může zajistit, aby grafitový krystalizoval do koulí a vhodné množství přidaného sféroidizátoru může zajistit roční a velikost jednotnosti grafitových páčích. Inokulant může zvýšit grafitové jádro, zvýšit počet grafitových oblastí a zmenšit jejich velikost.
Proces tání
Teplota železné kapaliny: Pokud je teplota železné kapaliny příliš vysoká, grafity rostou a snadno způsobí pokles sféroidizace. Pokud je teplota příliš nízká, je plynulost železné kapaliny špatná, což nepřispívá k jednotnému růstu grafitových vad.
Doba tání: Správné prodloužení doby tání může zvětšit složení železné kapaliny jednotnější, což vede k jednotnému růstu grafitových páčích. Příliš dlouhá doba tání však způsobí oxidaci železné kapaliny, což ovlivňuje tvorbu a růst grafitových spojů.
Proces obsazení
Teplota nalévání: Pokud je teplota lití příliš vysoká, budou mít grafitové ústavy více času na růst během procesu tuhnutí, což povede k větší velikosti. Pokud je teplota lití příliš nízká, je plnicí kapacita roztaveného železa špatná, což může způsobit defekty, jako je chlad a nedostatečné nalévání, což ovlivňuje distribuci a velikost grafitových kuliček.
Rychlost nalévání: Pokud je rychlost lití příliš rychlá, bude tok roztaveného železa v dutině formy turbulentní, což způsobí, že se grafitové kuličky omývají a srazily, což ovlivňuje jejich růst a distribuci. Pokud je rychlost lití příliš pomalá, roztavené železo se v běžci vychladne po dlouhou dobu, což může tvořit grafitové koule předem, což vede k nerovnoměrné velikosti grafitových koulí.
Rychlost chlazení
Rychlá rychlost chlazení a velké supercooling zvýší rychlost nukleace grafitových koulí, zvýší počet grafitových koulí a zmenší jejich velikost. Pokud je rychlost chlazení pomalá, grafitové koule mají více času na růst a jejich velikost se zvětší. Při skutečné výrobě lze rychlost chlazení upravit kontrolními faktory, jako jsou lití materiály a tloušťka stěny.
