Sammanfattning av gjutningsprocessen för medelstora mangan duktil järn

Kemisk sammansättningskontroll av medelstora mangans duktiljärn inkluderar följande viktiga punkter för att kontrollera varje huvudelement:

Området för kol (C) kontrolleras vanligtvis mellan 3,0% och 3,8%. Kontrolländamål och påverkan: Ökande kolinnehåll kan förbättra gjutjärnens flytande och grafitisering, främja bildandet av grafitbollar och förbättra hårdhet och slitmotstånd. Emellertid kan överdrivet kolinnehåll få grafit att flyta och minska gjutningens mekaniska egenskaper; Om kolinnehållet är för lågt är det lätt att producera vit gjutstruktur, vilket gör gjutningen sprött.

Utbudet av kiselinnehåll (SI) är vanligtvis mellan 3,0% och 4,5%. Kontrolländamål och påverkan: Silikon är ett starkt grafitiserande element som kan förfina grafitbollar och förbättra gjutjärnens styrka och seghet. Måttligt kiselinnehåll kan minska tendensen till vit gjutning, men överdrivet kiselinnehåll kan minska segheten och öka spridningen av gjutningar.

Mangan (MN) Innehållsintervall: Manganinnehållet är relativt högt, i allmänhet mellan 5% och 9%. Kontrolländamål och påverkan: Mangan kan förbättra styrkan, hårdheten och slitmotståndet hos gjutjärn, stabilisera austenitstrukturen och öka härdbarheten. Emellertid kan överdrivet manganinnehåll leda till närvaro av fler karbider i strukturen, minska segheten och öka gjutningens sprickkänslighet.

Området för fosfor (P) och svavel (er) -innehåll: Fosforinnehållet bör vara så lågt som möjligt, vanligtvis kontrollerat under 0,05% till 0,1%; Svavelinnehållet styrs vanligtvis under 0,02% till 0,03%. Kontrolländamål och påverkan: Fosfor ökar den kalla sprödheten hos gjutjärn, minskar seghet och påverkan; Svavel bildar lätt sulfid manganinföringar med mangan, vilket minskar de mekaniska egenskaperna hos gjutjärn och ökar tendensen till varm sprickbildning.

Innehållsintervallet för sällsynta jordartselement (RE) och magnesium (Mg): Innehållet i sällsynta jordartselement är i allmänhet mellan 0,02% och 0,05%, och innehållet i magnesium är mellan 0,03% och 0,06%. Kontrolländamål och inflytande: Sällsynta jordartselement och magnesium är nyckelelement i sfäroidiseringsbehandling, som kan sfäroidisera grafit och förbättra de mekaniska egenskaperna hos gjutjärn. Emellertid kan överdrivet eller otillräckligt innehåll påverka sfäroidiseringseffekten, vilket leder till oregelbunden morfologi av grafitbollar eller en minskning av sfäroidiseringshastigheten.

Metallografisk struktur av medelstora mangan duktil järn

Grafitmorfologi - God sfäroidisering: Efter sfäroidiseringsbehandling är grafit enhetligt fördelad i en sfärisk form i matrisen, vilket är ett typiskt drag i medelstora mangans duktiljärn. Grafit med god sfäroidisering kan effektivt minska spänningskoncentrationen, förbättra materialets seghet och mekaniska egenskaper. Grafitstorlek: Storleken på grafitfärer är vanligtvis relativt enhetlig, vanligtvis mellan 20 och 80 μm. Mindre grafitfärer kan fördelas jämnare i matrisen, förfina strukturen och förbättra styrka och seghet.

Matrisorganisation-

Martensit: I som gjutet tillstånd innehåller medelstora mangan duktilt järn ofta en viss mängd martensit i matrisstrukturen. Martensit har egenskaperna hos hög hårdhet och hög styrka, vilket kan förbättra slitmotståndet och tryckhållfastheten hos gjutningarna. Dess innehåll är i allmänhet mellan 20% och 50%, och innehållet i martensit kan kontrolleras genom att justera den kemiska sammansättningen och värmebehandlingsprocessen.

Austenit: Austenit står också för en viss andel i medelstora mangan duktilt järn, vanligtvis mellan 30% och 60%. Austenite har god seghet och plasticitet, kan absorbera påverkan energi och förbättra gjutningens slagmotstånd.

Karbider: Det kan också finnas vissa karbider i matrisstrukturen, såsom karbider, legeringskarbider, etc. Karbider har hög hårdhet och är fördelade i små partiklar eller block i matrisen, vilket kan förbättra gjutningarna avsevärt. Emellertid kan överdrivet karbidinnehåll minska matrisens seghet, och dess innehåll styrs vanligtvis mellan 5% och 15%.

Organisatorisk enhetlighet - Den ideala metallografiska strukturen för medelstora mangan duktil järn bör ha god enhetlighet, det vill säga fördelningen av grafitbollar, typen och andelen matrisstruktur bör vara relativt konsekvent under gjutningen. Ojämn organisation kan orsaka fluktuationer i prestanda för gjutningar, vilket minskar deras tillförlitlighet och livslängd.

Vilka faktorer påverkar den metallografiska strukturen hos medelstora mangan duktilt järn

Kemisk sammansättning-

Kolinnehåll: En ökning av kolinnehållet främjar grafitisering, vilket resulterar i en ökning av antalet och storleken på grafitfärer. Men om kolinnehållet är för högt kan grafitflytande fenomen uppstå; Om kolinnehållet är för lågt är det lätt att producera vit gjutstruktur, vilket påverkar morfologin för metallografisk struktur.

Manganinnehåll: Mangan är det huvudsakliga legeringselementet i medelstora mangan nodulärt gjutjärn. Att öka manganinnehållet kan öka austenitstabiliteten, främja martensitbildning, förbättra hårdhet och slitmotstånd, men för högt kan leda till en ökning av karbider och en minskning av segheten.

Kiselinnehåll: Silikon är ett grafitiserande element, och en lämplig mängd kisel kan förfina grafitbollar och minska tendensen för vita fläckar. Men om kiselinnehållet är för högt kommer det att öka pärlitinnehållet i matrisen och minska segheten.

Sällsynta jordarelement och magnesiuminnehåll: Sällsynta jordartselement och magnesium är nyckelelement i sfäroidiseringsbehandling, och deras innehåll påverkar grafit sfäroidiseringseffekten. När innehållet är lämpligt är grafit sfäroidisering bra; Otillräckligt innehåll och ofullständig sfäroidisering; Överdriven innehåll kan resultera i gjutningsfel.

Smältprocess

Smältutrustning: Olika smältutrustning har olika kontroller av temperaturen och sammansättningen enhetlighet hos smält järn. Noggrann temperaturkontroll och god sammansättningens enhetlighet i smältning av elektrisk ugn är fördelaktigt för att få en bra metallografisk struktur; Smältprocessen i en masugn kräver strikt kontroll av ugnsladdningsförhållandet och smältparametrarna. Sfäroidisering och inokuleringsbehandling: Typerna, mängderna och behandlingsmetoderna för sfäroidiserings- och ympningsmedel har en betydande inverkan på den metallografiska strukturen. Lämpliga sfäroidiseringsmedel och inokulanter kan säkerställa god grafit sfäroidisering, fin grafit sfäroidisering och förbättra matrisstrukturen.

Kylningshastighet för gjutmaterial: Olika gjutmaterial har olika värmeledningsförmåga. Till exempel har metallformar snabb värmeledningsförmåga och kylningshastigheter, som lätt kan bilda vita eller martensitiska strukturer i gjutstycken; Sandformar har långsam värmeledningsförmåga och kylningshastighet, vilket bidrar till grafitisering och kan erhålla en relativt stabil pearlite- eller ferritmatrisstruktur. Gjutväggtjocklek: Kylhastigheten varierar beroende på gjutväggens tjocklek. Tunna muromgärdade områden svalnar snabbt och är benägna att bilda vita eller martensitiska strukturer; Kylningen vid tjocka väggar är långsam, grafitisering är tillräcklig och matrisstrukturen kan vara mer benägen mot pearlite eller ferrit. Värmebehandlingsprocess, kylningstemperatur och tid: Kylningstemperatur och tid påverkar omvandlingen av austenit till martensit. Överdriven släckningstemperatur eller tid kan orsaka martensit till grova och minska segheten; Otillräcklig släckningstemperatur eller tid kan resultera i ofullständig martensitisk omvandling, vilket påverkar hårdhet och slitmotstånd. Tempereringstemperatur och tid: Temperering kan eliminera kylningspänning, stabilisera strukturen och justera hårdhet och seghet. Hög härdningstemperatur och lång tid kommer att orsaka nedbrytning av martensit, minska hårdheten och förbättra segheten.