Az általánosan használt elemek szerepe a szürkeöntvényben
1. Szén és szilícium: A szén és a szilícium olyan elemek, amelyek erősen elősegítik a grafitosítást. A szén-ekvivalens segítségével szemléltethető a szürkeöntvény metallográfiai szerkezetére és mechanikai tulajdonságaira gyakorolt hatásuk. A szén-egyenérték növelése a grafitpelyhek durvábbá válását, számának növekedését, valamint szilárdság és keménység csökkenését okozza. Éppen ellenkezőleg, a szénegyenérték csökkentése csökkentheti a grafitok számát, finomíthatja a grafitot és növelheti az elsődleges ausztenit dendritek számát, ezáltal javítva a szürkeöntvény mechanikai tulajdonságait. A szén-egyenérték csökkentése azonban az öntési teljesítmény csökkenéséhez vezet.
2. Mangán: Maga a mangán egy olyan elem, amely stabilizálja a karbidokat és gátolja a grafitosítást. Stabilizálja és finomítja a perlitet a szürkeöntvényben. A Mn=0,5% és 1,0% közötti tartományban a mangán mennyiségének növelése elősegíti a szilárdság és a keménység javítását.
3. Foszfor: Ha az öntöttvas foszfortartalma meghaladja a 0,02%-ot, szemcsék közötti foszfor eutektikum fordulhat elő. A foszfor oldhatósága az ausztenitben nagyon kicsi. Amikor az öntöttvas megszilárdul, a foszfor alapvetően a folyadékban marad. Amikor az eutektikus megszilárdulás csaknem teljes, az eutektikus csoportok között megmaradó folyadékfázisú összetétel közel áll a hármas eutektikus összetételhez (Fe-2%, C-7%, P). Ez a folyékony fázis körülbelül 955 ℃-on megszilárdul. Amikor az öntöttvas megszilárdul, a molibdén, a króm, a volfrám és a vanádium mind elkülönül a foszforban gazdag folyékony fázisban, ami növeli a foszfor eutektikum mennyiségét. Ha az öntöttvas foszfortartalma magas, akkor magának a foszforeutektikumnak a káros hatásai mellett a fémmátrixban lévő ötvözőelemek mennyisége is csökken, ezáltal gyengül az ötvözőelemek hatása. A foszfor eutektikus folyadék a megszilárdul és növekedő eutektikus csoport körül pépes, és a megszilárdulási zsugorodás során nehezen pótolható, valamint az öntvény zsugorodási hajlama is nagyobb.
4. Kén: Csökkenti az olvadt vas folyékonyságát, és növeli az öntvények hajlamát a forró repedésre. Káros elem az öntvényekben. Ezért sokan azt gondolják, hogy minél alacsonyabb a kéntartalom, annál jobb. Valójában, ha a kéntartalom ≤0,05%, ez a fajta öntöttvas nem működik az általunk használt szokásos oltóanyaggal. Ennek az az oka, hogy az oltás nagyon gyorsan lebomlik, és gyakran fehér foltok jelennek meg az öntvényeken.
5.Réz: A réz a leggyakrabban hozzáadott ötvözőelem a szürkeöntvény gyártásában. Ennek fő oka az, hogy a réz alacsony olvadáspontú (1083 ℃), könnyen olvad, és jó ötvöző hatással rendelkezik. A réz grafitizáló képessége körülbelül 1/5-e a szilíciuménak, így csökkentheti az öntöttvas fehéredési hajlamát. Ugyanakkor a réz csökkentheti az ausztenit átalakulás kritikus hőmérsékletét is. Ezért a réz elősegítheti a perlit képződését, növelheti a perlit tartalmát, finomíthatja a perlitet, és megerősítheti benne a perlitet és a ferritet, ezáltal növelve az öntöttvas keménységét és szilárdságát. Azonban minél nagyobb a réz mennyisége, annál jobb. A hozzáadott réz megfelelő mennyisége 0,2-0,4%. Nagy mennyiségű réz hozzáadásakor az ón és a króm egyidejű hozzáadása káros a vágási teljesítményre. A mátrix szerkezetében nagy mennyiségű szorbit szerkezet keletkezik.
6. Króm: A króm ötvöző hatása nagyon erős, főleg azért, mert a króm hozzáadása növeli az olvadt vas hajlamát arra, hogy fehér öntést kapjon, és az öntvény könnyen zsugorodik, ami hulladékot eredményez. Ezért a króm mennyiségét ellenőrizni kell. Egyrészt azt remélik, hogy az olvadt vas bizonyos mennyiségű krómot tartalmaz az öntvény szilárdságának és keménységének javítására; másrészt a krómot szigorúan ellenőrzik az alsó határon, hogy megakadályozzák az öntvény összezsugorodását és a selejt arányának növekedését. A hagyományos tapasztalatok szerint ha az eredeti olvadt vas krómtartalma meghaladja a 0,35%-ot, az végzetes hatással lesz az öntvényre.
7. Molibdén: A molibdén tipikus vegyületképző elem és erős perlit stabilizáló elem. Finomítani tudja a grafitot. Ha ωMo<0,8%, a molibdén finomíthatja a perlitet és megerősítheti a perlitben lévő ferritet, ezáltal hatékonyan javítva az öntöttvas szilárdságát és keménységét.
A szürkeöntvény számos problémáját meg kell jegyezni
1. A túlmelegedés növelése vagy a tartási idő meghosszabbítása az olvadékban meglévő heterogén magok eltűnését vagy hatékonyságukat csökkentheti, csökkentve az ausztenitszemcsék számát.
2. A titán primer ausztenit finomítása a szürkeöntvényben. Mivel a titán-karbidok, nitridek és karbonitridek az ausztenit gócképződésének alapjául szolgálhatnak. A titán növelheti az ausztenit magját és finomíthatja az ausztenitszemcséket. Másrészt, ha az olvadt vasban többlet Ti van, a vasban lévő S a Mn helyett Ti-vel reagál, és TiS részecskéket képez. A TiS grafit magja nem olyan hatékony, mint az MnS. Emiatt az eutektikus grafitmag képződése késik, ezáltal megnő az elsődleges ausztenit kiválási ideje. A vanádium, a króm, az alumínium és a cirkónium hasonló a titánhoz, mivel könnyen karbidokat, nitrideket és karbonitrideket képeznek, és ausztenit magokká válhatnak.
3. Nagy különbségek vannak a különböző oltószereknek az eutektikus klaszterek számára gyakorolt hatásában, amelyek a következő sorrendben vannak elrendezve: CaSi>ZrFeSi>75FeSi>BaSi>SrFeSi. Az Sr vagy Ti tartalmú FeSi gyengébb hatással van az eutektikus klaszterek számára. A ritkaföldfémeket tartalmazó oltóanyagok adják a legjobb hatást, és a hatás jelentősebb, ha Al és N-nel kombinálva adjuk hozzá. Az Al és Bi tartalmú ferroszilícium erőteljesen növelheti az eutektikus klaszterek számát.
4. A grafit-ausztenit kétfázisú szimbiotikus növekedés szemcséit, amelyek középpontjában grafitmagok vannak kialakítva, eutektikus klasztereknek nevezzük. A szubmikroszkópos grafit aggregátumok, a maradék megolvadatlan grafitrészecskék, az elsődleges grafitpehely ágak, a magas olvadáspontú vegyületek és a gázzárványok, amelyek az olvadt vasban találhatók, és az eutektikus grafit magjai lehetnek, szintén az eutektikus klaszterek magjai. Mivel az eutektikus mag az eutektikus klaszter növekedésének kiindulópontja, az eutektikus klaszterek száma tükrözi azon magok számát, amelyek az eutektikus vasfolyadékban grafittá nőhetnek. Az eutektikus klaszterek számát befolyásoló tényezők közé tartozik a kémiai összetétel, az olvadt vas magállapota és a hűtési sebesség.
A kémiai összetételben a szén és a szilícium mennyisége jelentős hatással van. Minél közelebb van a szénegyenérték az eutektikus összetételhez, annál több eutektikus klaszter van. Az S egy másik fontos elem, amely hatással van a szürkeöntvény eutektikus klasztereire. Az alacsony kéntartalom nem kedvez az eutektikus klaszterek növekedésének, mivel az olvadt vasban lévő szulfid a grafitmag fontos anyaga. Ezenkívül a kén csökkentheti a heterogén mag és az olvadék közötti határfelületi energiát, így több mag aktiválható. Ha a W (S) kisebb, mint 0,03%, az eutektikus klaszterek száma jelentősen csökken, és az oltás hatása csökken.
Ha a Mn tömeghányada 2%-on belül van, a Mn mennyisége növekszik, és ennek megfelelően nő az eutektikus klaszterek száma. Az Nb könnyen előállítja a szén- és nitrogénvegyületeket az olvadt vasban, amely grafitmagként működik, és növeli az eutektikus klasztereket. A Ti és V csökkenti az eutektikus klaszterek számát, mivel a vanádium csökkenti a szénkoncentrációt; A titán könnyen megköti az S-t MnS-ben és MgS-ben, titán-szulfidot képezve, és gócképző képessége nem olyan hatékony, mint az MnS és MgS. Az olvadt vasban lévő N növeli az eutektikus klaszterek számát. Ha az N-tartalom kisebb, mint 350 x10-6, ez nem nyilvánvaló. Egy bizonyos érték túllépése után a túlhűtés növekszik, ezáltal nő az eutektikus klaszterek száma. Az olvadt vasban lévő oxigén könnyen képez magként különféle oxidzárványokat, így az oxigén növekedésével az eutektikus klaszterek száma nő. A kémiai összetétel mellett az eutektikus olvadék magállapota is fontos befolyásoló tényező. A magas hőmérséklet és a túlmelegedés hosszú ideig az eredeti mag eltűnését vagy csökkenését okozza, csökkenti az eutektikus klaszterek számát és növeli az átmérőt. Az inokulációs kezelés nagymértékben javíthatja a mag állapotát és növelheti az eutektikus klaszterek számát. A lehűlési sebesség nagyon nyilvánvalóan befolyásolja az eutektikus klaszterek számát. Minél gyorsabb a lehűlés, annál több az eutektikus klaszter.
5. Az eutektikus klaszterek száma közvetlenül tükrözi az eutektikus szemcsék vastagságát. Általában a finom szemcsék javíthatják a fémek teljesítményét. Azonos kémiai összetétel és grafittípus mellett az eutektikus klaszterek számának növekedésével a szakítószilárdság növekszik, mert az eutektikus klaszterekben lévő grafitlemezek az eutektikus klaszterek számának növekedésével finomodnak, ami növeli a szilárdságot. A szilíciumtartalom növekedésével azonban az eutektikus csoportok száma jelentősen megnő, viszont a szilárdság csökken; az öntöttvas szilárdsága a túlhevítési hőmérséklet emelkedésével (1500 ℃-ra) nő, de ekkor az eutektikus csoportok száma jelentősen csökken. Az eutektikus csoportok számának hosszú távú oltási kezelés által okozott változási törvénye és az erősség növekedése közötti összefüggés nem mindig azonos tendenciát mutat. A Si-t és Ba-t tartalmazó FeSi-vel végzett oltási kezeléssel kapott szilárdság nagyobb, mint a CaSi-é, de az öntöttvas eutektikus csoportjainak száma sokkal kevesebb, mint a CaSi-é. Az eutektikus csoportok számának növekedésével az öntöttvas zsugorodási hajlama növekszik. A kis részeken történő zsugorodás elkerülése érdekében az eutektikus csoportok számát 300-400/cm2 alá kell szabályozni.
6. A túlhűtést elősegítő ötvözetelemek (Cr, Mn, Mo, Mg, Ti, Ce, Sb) hozzáadásával a grafitizált oltóanyagban javítható az öntöttvas túlhűtésének mértéke, finomítható a szemcsék, növelhető az ausztenit mennyisége és elősegíthető az öntöttvas túlhűtésének mértéke. perlit. A hozzáadott felületaktív elemek (Te, Bi, 5b) a grafitmagok felületén adszorbeálhatók a grafit növekedésének korlátozása és a grafit méretének csökkentése érdekében, így az átfogó mechanikai tulajdonságok javítása, az egyenletesség javítása és a szervezeti szabályozás fokozása érhető el. Ezt az elvet alkalmazták a magas széntartalmú öntöttvas (például fékalkatrészek) gyártási gyakorlatában.
Feladás időpontja: 2024-05-05
