Mitkä ovat korkean ja alhaisen jäännösmagnesiumin vaikutukset grafiitin liialliseen halkaisijaan ja grafiitin kukintavirheisiin pallografiittiraudassa

Magnesiumin jäännöspitoisuutta pallografiittiraudan tuotannossa on säädettävä tarkasti "optimaalisen ikkunan alueella" (yleensä noin 0,04–0,055 % koostumuksesta ja prosessista riippuen). Poikkeama tältä alueelta, olipa se sitten liian suuri tai liian pieni, voi aiheuttaa grafiitin morfologian huononemista, mutta ilmentymä ja perusmekanismi ovat täysin erilaiset.

1、 Alhaisen jäännösmagnesiumpitoisuuden vaikutus on se, että jäännösmagnesiumpitoisuus on pienempi kuin sferoidisaatioon vaadittava pienin kriittinen arvo (yleensä noin 0,03% -0,035%), mikä on suorin ja perustavanlaatuisin syy grafiitin kukintavirheille, ja vaikutus grafiitin halkaisijaan on toissijainen. Grafiitin kukinnan ratkaisevan vaikutuksen perusmekanismi on se, että magnesiumelementin ydinrooli on adsorboitua grafiitin kasvun kidepinnalle, tukahduttaa sen kerroskasvuluonne, pakottaa sen isotrooppista kasvua ja muodostaa siten pallomaisen muodon. Kun jäännösmagnesiumpitoisuus on riittämätön, tämä adsorptio- ja estovaikutus epäonnistuu grafiitin kasvun myöhemmässä vaiheessa, erityisesti eutektisen jähmettymisen myöhäisessä vaiheessa. Vian muodostuminen: Rajoittamaton grafiitti palauttaa nopean ja epävakaan kasvutapansa, jolloin jo muodostunut pallomainen grafiitin murtuminen ja muodonmuutos aiheuttavat onttoa sisältä ja halkeamista tai korallimaisia ​​reunoja, mikä on tyypillistä "kukkivaa grafiittia". Tämä osoittaa, että sferoidisaatio on olennaisesti epäonnistunut. Epäsuora vaikutus grafiitin halkaisijaan: Paikallisilla alueilla, joilla jäännösmagnesium on riittämättömän partaalla, mutta se ei ole täysin epäonnistunut, tehokkaiden ydintämisytimien väheneminen voi johtaa siihen, että pieni määrä jäännösgrafiittipalloja kasvaa suuremmaksi. Tässä tapauksessa näkyvämpi piirre on kuitenkin suuren määrän ei-pallomaista grafiittia (madomainen, kukkainen), eikä grafiitin yksinkertainen karkeus ole sen pääasiallinen ilmentymä. ·Yleinen syy alhaiseen magnesiumjäännökseen on alkuperäisen sulan raudan korkea rikkipitoisuus, joka kuluttaa liikaa magnesiumia. Lisätyn sferoidoivan aineen määrän laskeminen ei ole riittävä tai reaktion absorptionopeus alhainen. Sferoidisaatiokäsittelyn jälkeen sulan raudan viipymäaika on liian pitkä ja magnesium hajoaa voimakkaasti. Sulassa raudassa on voimakkaita häiritseviä alkuaineita, kuten lyijyä ja vismuttia, jotka neutraloivat magnesiumin pallomaista vaikutusta. Yhteenveto: Alhainen jäännösmagnesium johtaa sferoidisaatiokyvyn menettämiseen ja edistää suoraan grafiitin kukintaa.

2、 Liiallisen jäännösmagnesiumpitoisuuden vaikutus on huomattavasti korkeampi kuin optimaalinen alue (kuten yli 0,06 % -0,07 %), mikä ei pääasiassa johda kukintaan, vaan useiden epäsuorien vaikutusten kautta, josta tulee tärkeä tekijä liiallisen (karkean) grafiitin halkaisijan edistämisessä, johon liittyy muita vakavia valuvirheitä. Liian suuren (karkean) grafiitin halkaisijan epäsuora edistämismekanismi on heikentää inkubaatiovaikutusta ja vähentää ytimen muodostumista. Magnesium on vahva grafitisaatiota (valkaisua) estävä alkuaine. Liiallinen jäännösmagnesium lisää merkittävästi sulan raudan alijäähtymistaipumusta. Tämä vaikeuttaa tavanomaisten ferrosii-siirrosteiden tarjoaman heterogeenisen ytimen toiminnan vakaasti, mikä johtaa "inkubointivasteen" huononemiseen. Suora seuraus on grafiitin pallomaisten ytimien lukumäärän väheneminen. Vakion kokonaishiilipitoisuuden edellytyksenä on, että mitä vähemmän ytimiä on, sitä suuremmaksi kukin grafiittipallo voi kasvaa, jolloin muodostuu karkeita, mutta mahdollisesti silti suhteellisen pyöreitä grafiittipalloja. Mekanismi 2: Epäasianmukaisten prosessisäätöjen aiheuttaminen. Korkean magnesiumin aiheuttaman valkoisen taipumuksen torjumiseksi käyttäjät voidaan pakottaa lisäämään hiiliekvivalenttia (erityisesti piipitoisuutta) tai joutua inkuboimaan liikaa. Korkean hiiliekvivalentin olosuhteissa, varsinkin kun paksujen ja suurten osien jäähtyminen on hidasta, se tarjoaa suotuisat olosuhteet grafiitin karkenemiselle. Magnesium, jolla on suuri potentiaalinen vaikutus grafiitin morfologiaan, voi aiheuttaa grafiittipallojen pyöreyden vähenemistä, mikä helpottaa paakkuun tai epäsäännöllisen grafiitin muodostusta, mutta se ei yleensä muodosta suoraan tyypillisiä räjähdysmäisiä kukintoja. Kuonan inkluusioriski on kasvanut dramaattisesti muiden vakavien prosessi-ongelmien vuoksi: ylimääräinen magnesium on altis reagoimaan hapen ja rikin kanssa muodostaen kuonaa, kuten MgO:ta ja MgS:a, joka voidaan rullata valukappaleisiin ja muodostaa kuona-inkluusiovirheitä. Lisääntyvä kutistumistaipumus: Korkea magnesiumpitoisuus laajentaa tahnan jähmettymisaluetta, kuten rautanestettä, estää kutistumistaipumuksen lisäämistä, lisää merkittävästi mikrokutistumistaipumusta ja vaikuttaa vakavasti valukappaleiden tiheyteen. Vähentynyt likviditeetti ja lisääntynyt supistuminen.

Yhteenveto: Liiallinen jäännösmagnesium johtaa epäsuorasti grafiitin karkenemiseen "estämällä ytimien muodostumista ja vähentämällä pallojen lukumäärää" ja tuo mukanaan sarjan pahanlaatuisia sivuvaikutuksia, kuten kuonan inkluusiota ja kutistumista.

3、 Jäännösmagnesiumin vaikutus "sopiva, mutta vähenevä" on yleisin todellisessa tuotannossa havaittu skenaario, joka johtaa liialliseen grafiitin halkaisijaan. Se paljastaa dynaamisten muutosten merkityksen "tehokkaassa magnesiumpitoisuudessa". Lähtökohta: Sferoidisaatiokäsittelyn lopussa jäljellä oleva magnesium on optimaalisella alueella, täysin ravittu ja grafiittipallot ovat pieniä, pyöreitä ja runsaasti. Laskuprosessi: Käsittelyn päättymisestä valun jähmettymiseen sula rauta retentio tapahtuu, mikä johtaa "pallon muodostumisen vähenemiseen" (magnesiumelementin palaminen ja kelluminen) ja "inkuboinnin heikkenemiseen" (ydinytimen liukeneminen tai epäonnistuminen). ·Vianmuodostusmekanismi: Tehokas jäännösmagnesiumpitoisuus pienenee vähitellen ja grafiitin kasvun rajoitus heikkenee. Tehokkaiden ytimen muodostavien ytimien määrä vähenee ajan myötä. Näiden kahden superpositiovaikutus: Ennen kuin jäännösmagnesium saavuttaa "kriittisen pisteen", joka aiheuttaa kukinnan, jäljelle jääneet grafiittipallot jatkavat kasvuaan vähäisten rajoitusten ja riittävien hiililähteiden olosuhteissa muodostaen lopulta grafiittia, jonka koko on karkea, mutta silti hyväksyttävä morfologia (kuten luokka 6 tai jopa karkeampi). Jos lasku jatkuu, se liukuu kohti huonoa sferoidoitumista ja kukintaa.

Lopullisen käytännön ohjeyhteenvedon ydintavoitteena ei ole vain kontrolloida jäännösmagnesiumia tavoitearvolla, vaan myös varmistaa sen tehokkuus ja stabiilisuus koko kaatoprosessin ajan. Kukinnan estäminen (avain on välttää alhainen magnesium): Vähennä ja stabiloi tiukasti alkuperäisen sulan raudan rikkipitoisuus. Varmista, että sferoidoivaa ainetta lisätään riittävästi ja tarkasti. Minimoi viipymäaika sferoidisoinnin jälkeen nopean kaatamisen saavuttamiseksi. Karkenemisen estäminen (avain tehokkaan ydintymisen ja magnesiumin välisen tasapainon ylläpitämiseen): Tehokkaiden ja ikääntymistä estäviä myöhäisen vaiheen inkubaatiotekniikoiden (kuten virtaussiirrostuksen ja homeen siirrostuksen) käyttö tuoreiden ydintymisytimien jatkuvaan tuottamiseen on tehokkain tapa estää hajoamista ja jalostaa grafiittia. Magnesiumjäännöspitoisuuden sokeasti lisäämisen välttäminen "vakuutuksen" vuoksi on erilainen tie kohti kutistumista, kuonaa ja grafiitin karkenemista. Paksuille ja suurille osille on välttämätöntä optimoida kokonaisvaltaisesti hiiliekvivalenttisuunnittelu ja jäähdytysolosuhteet. Lyhyesti sanottuna "rikin stabilointi, magnesiumin hallinta (kohtalainen), nopea kaato ja voimakas jälkisiirrostus" ovat keskeisiä prosessikriteereitä korkealaatuisen pallografiitin rakenteen saamiseksi välttäen samalla grafiitin kukintaa ja karkenemista.