Þvermál og lengd grafíthnúta í sveigjanlegu járni og tengsl þeirra við gæði sveigjanlegra járnhlutanna
1.. Þvermál og lengd grafíthnúða í sveigjanlegu járni og innlendum stöðlum
Í hefðbundnu sveigjanlegu járni er þvermál grafíthnúta venjulega á milli nokkurra míkron og tugir míkron. Til dæmis, fyrir nokkra algenga sveigjanlegan járnhluta, getur meðalþvermál grafíthnúta verið um 10-30 míkron.
Samkvæmt GB/T 9441-2009 „málmgrafískri skoðun á sveigjanlegu járn“ staðli, er stærð grafíthnúta skipt í 6 bekk, þar sem 1. stig er stærsta, með meðalþvermál sem er meira en 25μm; 6. bekk er minnst, með meðalþvermál minna en 6,3μm. Mismunandi atburðarásar hafa mismunandi kröfur um stærð grafíthnúta. Til dæmis, í sumum bifreiðarhlutum með hærri kröfur, gætu grafíthnútarnir þurft að vera minni og jafnari að stærð til að bæta vélrænni eiginleika og slitþol steypunnar.
Almennt séð, þegar grafít hnútarnir eru 3 - 6μm að stærð, er umfangsmikil árangur sveigjanlegs járns tiltölulega framúrskarandi. Á þessum tíma eru grafítkúlurnar litlar og jafnt dreifðar, sem geta í raun dreift streitu, hindrað stækkun sprungna og bætt styrk, hörku og sveigjanleika efnisins. Á sama tíma eru litlu stóru grafítkúlurnar með stórt tengingarsvæði við fylkið, og hitauppstreymi viðmótsins er litlir, sem er til þess fallið að hita leiðni og getur gert yfirborðs hörku steypujárnsins meira einsleit, bætt slitþol.
Frá sjónarhóli málmgrafískrar skoðunar, samkvæmt GB/T 9441-2009 "Metallographic skoðun á sveigjanlegu járni" staðli, getur grafítboltastærðin 5-7 venjulega uppfyllt kröfur um alhliða frammistöðu sveigjanlegs járns í flestum umsóknarsviðsmyndum. Í sumum sérstökum sveigjanlegum járnafurðum, svo sem sveigjanlegum járnpípum, er grafítstærð yfirleitt 6-7, kúlulaga stigið er stjórnað í 1-3, og kúlulagahraði er hærra en eða jafnt og 80%, sem getur gert efnið kleift að fá góða vélrænni eiginleika, akstursleysi og tæringarþol.
Samt sem áður mun ákjósanlegasta grafítkúlustærð sveigjanlegs járn einnig verða fyrir áhrifum af mörgum þáttum eins og sérstökum atburðarásum, framleiðsluferlum og efnissamsetningu. Í raunverulegri framleiðslu þarf að laga og fínstilla það eftir sérstökum kringumstæðum.
2. Hvaða áhrif eru áhrif grafítkúlna í sveigjanlegu járni á frammistöðu steypu?
Stærð grafítkúlna í sveigjanlegu járni hefur mörg sérstök áhrif á frammistöðu þess, sem endurspeglast aðallega í eftirfarandi þáttum:
Vélrænni eiginleika
Styrkur: Þegar grafítarkúlurnar eru litlar og dreifðar jafnt geta þær dreift streitu á skilvirkari hátt, hindrað stækkun sprungna og gert styrk sveigjanlegs járns hærri. Vegna þess að tengingarsvæðið á milli lítilla - stærð grafítkúlur og fylkið er tiltölulega stórt, er streituflutningur meira eins og getu efnisins til að standast ytri krafta er aukin.
Strikun og sveigjanleiki: Litlar grafítkúlur geta gert fylkið af steypujárni samfellt. Þegar það er háð utanaðkomandi öflum getur fylkið afmyndað meira jafnt og þar með bætt hörku og sveigjanleika efnisins. Stór - stór grafítkúlur eru jafngildir stærri „göllum“, sem eru tilhneigðir til að valda streituþéttni þegar þeir verða fyrir krafti, sem leiðir til ótímabærs brots á efninu og minnkaði hörku og sveigjanleika.
Klæðast viðnám
Þegar grafítkúlurnar eru litlar og dreifðar jafnt er yfirborðs hörku steypujárnsins einsleitari. Meðan á núningsferlinu stendur er ekki auðvelt að hafa óhóflega staðbundna slit og slitþolið er betra. Á sama tíma hafa litlar grafítkúlur lítil skurðaráhrif á fylkið og fylkið getur betur stutt álagið og standast slit. Wear Grooves myndast auðveldlega í kringum stórar grafítkúlur, sem flýtir fyrir sliti á efninu.
Tæringarþol
Litlar og samræmdir grafítkúlur hjálpa til við að mynda þéttari oxíðfilmu og bæta tæringarþol sveigjanlegs járns. Vegna þess að litlu grafítkúlurnar dreifast jafnt er smíði steypujárns einsleitari. Í ætandi umhverfi er ekki auðvelt að mynda staðbundnar tæringarfrumur og hægja þannig á tæringarhraðanum. Stórar grafítkúlur geta valdið ójafnri smíði steypujárni og viðmótið milli grafítkúlna og fylkis er auðvelt að verða upphafspunktur tæringar, sem dregur úr tæringarþol.
Vinnsluárangur
Grafítarkúlur eru litlar og meðan á vinnslunni stendur eru áhrifin á tólið lítil, yfirborðsgæði vinnslunnar eru góð og slit á verkfærinu er tiltölulega lítið, sem er til þess fallið að bæta skilvirkni vinnslu og draga úr vinnslukostnaði. Stórar grafítkúlur geta aukið ójöfnur vinnsluyfirborðsins og jafnvel valdið göllum eins og brún hruni, sem hefur áhrif á vinnslunákvæmni og yfirborðsgæði.
3. Áhrif á stærð grafítkúlna af sveigjanlegu járni á slitþol steypu eru eftirfarandi:
Litlar grafítkúlur: Grafítarkúlur með litlum stærð og samræmdri dreifingu geta gert það að verkum að steypujárnið hefur góða samfellu og meira samræmda hörku. Meðan á núningsferlinu stendur getur það á áhrifaríkan hátt stutt álagið og það er ekki auðvelt að hafa staðbundna streitustyrk og óhóflegan slit og slitþolið er gott. Á sama tíma hafa litlar grafítkúlur lítil klofningsáhrif á fylkið, sem getur dregið úr myndun slitgrófa og þar með bætt slitþol efnisins.
Stórar grafítkúlur: stórar - stærð grafítkúlur jafngildir „göllum“ í efninu, sem auðvelt er að valda streituþéttni þegar þeir verða fyrir krafti. Meðan á núningsferlinu stendur myndast slitgróp auðveldlega í kringum stórar grafítkúlur, sem flýtir fyrir efnis slit. Að auki munu stórar grafítkúlur gera smíði steypujárni ójafn, sem leiðir til mikils munar á hörku á yfirborði og draga úr heildar slitþol.
4. Hvaða þættir hafa áhrif á stærð grafítkúlna í sveigjanlegu járni?
Efnasamsetning
Kolefnis- og sílikoninnihald: Kolefni er meginþátturinn í myndun grafít. Með miklu kolefnisinnihaldi eykst grafítkúlur og stærðin getur orðið minni. Kísil getur stuðlað að myndun og viðeigandi magn af kísil getur gert grafítkúlurnar litlar og einsleitt. Hins vegar, ef kísilinnihaldið er of hátt, mun það draga úr vökva bráðnu járnsins og hafa áhrif á vöxt grafítkúlanna.
Kúlulyfja og sáð: Kúluliður getur gert grafít kristallað í kúlur, og viðeigandi magn af kúlulaga bætt við getur tryggt kringlótt og einsleitni grafítkúlanna. Inculant getur aukið grafítkjarnann, aukið fjölda grafítkúlna og dregið úr stærð þeirra.
Bræðsluferli
Hitastig járnvökva: Ef hitastig járnvökvans er of hátt, munu grafítkúlurnar vaxa og veldur auðveldlega kúlulaga lækkun. Ef hitastigið er of lágt er vökvi járnvökvans lélegur, sem er ekki til þess fallinn að samræmdur vöxtur grafítkúlna.
Bráðningartími: Að lengja bræðslutímann á réttan hátt getur gert járnvökvasamsetningu samræmdari, sem er til þess fallinn að samræmdur vöxtur grafítkúlna. Hins vegar mun of langur bráðnunartími valda því að járnvökvinn oxast og hefur áhrif á myndun og vöxt grafítkúlna.
Steypuferli
Helling hitastigs: Ef steypuhitastigið er of hátt, munu grafítarkúlurnar hafa meiri tíma til að vaxa meðan á storknuninni stendur, sem leiðir til stærri stærð. Ef hellahitastigið er of lágt er fyllingargeta bráðna járnsins lélegt, sem getur valdið göllum eins og köldum lokuðum og ófullnægjandi hellingu, sem hefur áhrif á dreifingu og stærð grafítkúlanna.
Hellirhraði: Ef hellahraðinn er of hraður verður flæði bráðins járns í moldholinu órólegur, sem mun valda því að grafítkúlurnar eru þvegnar og lenda í árekstri og hafa áhrif á vöxt þeirra og dreifingu. Ef hellahraðinn er of hægur mun bráðnu járnið kólna í langan tíma í hlauparanum, sem getur myndað grafítkúlur fyrirfram, sem leiðir til ójafna grafítkúlustærða.
Kælingarhraði
Hröð kælingarhraði og stór ofurkæling mun auka kjarnahraða grafítkúlna, auka fjölda grafítkúlna og draga úr stærð þeirra. Ef kælingarhraðinn er hægur hafa grafítkúlurnar meiri tíma til að vaxa og stærð þeirra mun aukast. Í raunverulegri framleiðslu er hægt að stilla kælihraðann með því að stjórna þáttum eins og steypuefni og veggþykkt.
