Apakah kesan sisa magnesium yang tinggi dan rendah pada diameter grafit yang berlebihan dan kecacatan pembungaan grafit dalam besi mulur

Kandungan sisa magnesium dalam pengeluaran besi mulur perlu dikawal dengan tepat dalam "julat tingkap optimum" (biasanya sekitar 0.04% -0.055%, bergantung kepada komposisi dan proses). Sisihan daripada julat ini, sama ada terlalu tinggi atau terlalu rendah, boleh menyebabkan kemerosotan morfologi grafit, tetapi manifestasi dan mekanisme asas adalah berbeza sama sekali.

1、 Kesan kandungan sisa magnesium yang rendah ialah kandungan sisa magnesium adalah lebih rendah daripada nilai kritikal minimum yang diperlukan untuk sferoidisasi (biasanya kira-kira 0.03% -0.035%), yang merupakan sebab paling langsung dan asas untuk kecacatan pembungaan grafit, dan kesan pada diameter grafit adalah sekunder. Mekanisme asas pengaruh yang menentukan pada pembungaan grafit ialah peranan teras unsur magnesium adalah untuk menyerap pada permukaan kristal pertumbuhan grafit, menekan sifat pertumbuhan berlapisnya, memaksa pertumbuhan isotropiknya, dan dengan itu membentuk bentuk sfera. Apabila kandungan sisa magnesium tidak mencukupi, kesan penjerapan dan perencatan ini gagal pada peringkat akhir pertumbuhan grafit, terutamanya pada peringkat akhir pemejalan eutektik. Pembentukan kecacatan: Grafit yang tidak dikekang akan memulihkan mod pertumbuhannya yang pesat dan tidak stabil, menyebabkan grafit sfera yang telah terbentuk pecah dan berubah bentuk, mengakibatkan bahagian dalam berlubang dan pecah atau tepi seperti karang, yang merupakan "grafit berbunga" tipikal. Ini menunjukkan bahawa sferoidisasi pada dasarnya telah gagal. Kesan tidak langsung pada diameter grafit: Di kawasan tempatan di mana sisa magnesium hampir tidak mencukupi tetapi tidak gagal sepenuhnya, pengurangan teras nukleasi yang berkesan boleh menyebabkan sebilangan kecil sisa sfera grafit semakin besar. Walau bagaimanapun, ciri yang lebih menonjol dalam kes ini ialah kemunculan sejumlah besar grafit bukan sfera (seperti cacing, seperti bunga), dan kekasaran mudah grafit bukanlah manifestasi utamanya. ·Punca biasa sisa magnesium yang rendah ialah kandungan sulfur yang tinggi dalam besi cair asal, yang menggunakan terlalu banyak magnesium. Pengiraan yang tidak mencukupi bagi jumlah agen sferoidisasi yang ditambah atau kadar penyerapan tindak balas yang rendah. Selepas rawatan spheroidization, masa tinggal besi cair adalah terlalu lama, dan magnesium sangat terdegradasi. Terdapat unsur-unsur mengganggu yang kuat seperti plumbum dan bismut dalam besi cair, yang meneutralkan kesan sferoidisasi magnesium. Ringkasan: Sisa magnesium yang rendah membawa kepada kehilangan keupayaan sferoidisasi dan secara langsung menggalakkan pembungaan grafit.

2、 Kesan kandungan magnesium sisa yang berlebihan adalah jauh lebih tinggi daripada julat optimum (seperti melebihi 0.06% -0.07%), terutamanya tidak membawa kepada pembungaan, tetapi melalui satu siri kesan tidak langsung, menjadi faktor penting dalam menggalakkan diameter grafit yang berlebihan (kasar), disertai dengan kecacatan tuangan serius yang lain. Mekanisme promosi tidak langsung untuk diameter grafit yang terlalu besar (kasar) adalah untuk melemahkan kesan pengeraman dan mengurangkan teras nukleasi. Magnesium adalah unsur anti grafitisasi (pemutihan) yang kuat. Sisa magnesium yang berlebihan akan meningkatkan dengan ketara kecenderungan penyejukan super bagi besi cair. Ini menyukarkan teras heterogen yang disediakan oleh inokulan ferrosilikon konvensional untuk berfungsi dengan stabil, mengakibatkan kemerosotan "tindak balas pengeraman". Akibat langsung ialah pengurangan bilangan nukleus sfera grafit. Di bawah premis jumlah kandungan karbon yang berterusan, semakin sedikit teras yang ada, semakin besar saiz yang setiap bola grafit boleh berkembang, dengan itu membentuk bola grafit yang kasar tetapi mungkin masih bulat. Mekanisme 2: Menyebabkan pelarasan proses yang tidak sesuai. Untuk mengatasi kecenderungan putih yang disebabkan oleh magnesium yang tinggi, pengendali mungkin terpaksa meningkatkan setara karbon (terutama kandungan silikon) atau menjalani pengeraman yang berlebihan. Di bawah keadaan setara karbon tinggi, terutamanya apabila penyejukan bahagian tebal dan besar perlahan, ia menyediakan keadaan yang menggalakkan untuk pertumbuhan kasar grafit. Magnesium, yang mempunyai potensi kesan yang tinggi pada morfologi grafit, boleh menyebabkan penurunan kebulatan sfera grafit, menjadikannya lebih mudah untuk menghasilkan grafit yang bergumpal atau tidak teratur, tetapi ia biasanya tidak secara langsung membentuk bunga letupan biasa. Risiko kemasukan sanga telah meningkat secara mendadak disebabkan masalah proses serius yang lain: magnesium berlebihan terdedah untuk bertindak balas dengan oksigen dan sulfur untuk menghasilkan sanga seperti MgO dan MgS, yang boleh digulung menjadi tuangan dan membentuk kecacatan kemasukan sanga. Kecenderungan pengecutan memperhebat: Magnesium tinggi meluaskan julat pemejalan pes seperti cecair besi, menghalang tambahan pengecutan, meningkatkan kecenderungan pengecutan mikro dengan ketara, dan memberi kesan serius kepada ketumpatan tuangan. Penurunan kecairan dan peningkatan penguncupan.

Ringkasan: Sisa magnesium yang berlebihan secara tidak langsung membawa kepada kekasaran grafit melalui "menghalang nukleasi dan mengurangkan bilangan sfera", dan membawa satu siri kesan sampingan malignan seperti kemasukan sanga dan pengecutan.

3、 Kesan sisa magnesium "sesuai tetapi berkurangan" adalah senario yang paling biasa ditemui dalam pengeluaran sebenar, yang membawa kepada diameter grafit yang berlebihan. Ia mendedahkan kepentingan perubahan dinamik dalam "kandungan magnesium yang berkesan". Titik permulaan: Pada akhir rawatan sferoidisasi, sisa magnesium berada dalam julat optimum, dipelihara sepenuhnya, dan bola grafit adalah kecil, bulat dan banyak. Proses penurunan: Dari selesai rawatan hingga pemejalan tuangan, besi cair mengalami pengekalan, mengakibatkan "penurunan spheroidisasi" (unsur magnesium terbakar dan terapung) dan "penurunan inkubasi" (pembubaran teras nukleasi atau kegagalan). ·Mekanisme pembentukan kecacatan: Kandungan magnesium sisa berkesan secara beransur-ansur berkurangan, dan kekangan pada pertumbuhan grafit semakin lemah. Bilangan teras nukleasi berkesan berkurangan dari semasa ke semasa. Kesan superposisi kedua-duanya: Sebelum sisa magnesium mencapai "titik kritikal" yang menyebabkan pembungaan, sfera grafit yang tinggal akan terus berkembang dalam keadaan kekangan yang dikurangkan dan sumber karbon yang mencukupi, akhirnya membentuk grafit dengan saiz kasar tetapi morfologi masih boleh diterima (seperti gred 6 atau lebih kasar). Jika penurunan berterusan, ia akan meluncur ke arah sferoidisasi dan pembungaan yang lemah.

Objektif teras ringkasan panduan praktikal akhir bukan sahaja untuk mengawal sisa magnesium pada nilai sasaran, tetapi juga untuk memastikan keberkesanan dan kestabilannya sepanjang keseluruhan proses penuangan. Mencegah pembungaan (kunci adalah untuk mengelakkan magnesium rendah): Kurangkan dan stabilkan kandungan sulfur besi cair asal dengan tegas. Pastikan penambahan agen spheroidizing yang mencukupi dan tepat. Minimumkan masa tinggal selepas sferoidisasi untuk mencapai penuangan yang cepat. Mencegah kekasaran (kunci untuk mengekalkan keseimbangan antara nukleasi berkesan dan magnesium): Menggunakan teknik pengeraman peringkat lewat yang cekap dan anti-penuaan (seperti inokulasi aliran dan dalam inokulasi acuan) untuk terus menyediakan teras nukleasi segar adalah cara paling berkesan untuk mengatasi pereputan dan menapis grafit. Mengelakkan secara membuta tuli meningkatkan sisa kandungan magnesium demi "insurans" adalah laluan berbeza ke arah pengecutan, kemasukan sanga dan kekasaran grafit. Untuk bahagian tebal dan besar, adalah perlu untuk mengoptimumkan secara menyeluruh reka bentuk setara karbon dan keadaan penyejukan. Ringkasnya, "menstabilkan sulfur, mengawal magnesium (sederhana), menuang cepat dan pasca inokulasi yang kuat" adalah kriteria proses utama untuk mendapatkan struktur besi mulur berkualiti tinggi sambil mengelakkan pembungaan dan kekasaran grafit.