Vilka är effekterna av hög och låg kvarvarande magnesium på överdriven grafitdiameter och grafitblommande defekter i segjärn

Den kvarvarande magnesiumhalten i segjärnsproduktionen måste kontrolleras exakt inom ett "optimalt fönsterintervall" (vanligtvis runt 0,04 % -0,055 %, beroende på sammansättning och process). Avvikelse från detta intervall, oavsett om det är för högt eller för lågt, kan orsaka försämring av grafitmorfologin, men manifestationen och den grundläggande mekanismen är helt annorlunda.

1、 Effekten av låg kvarvarande magnesiumhalt är att den kvarvarande magnesiumhalten är lägre än det minsta kritiska värdet som krävs för sfäroidisering (vanligtvis cirka 0,03% -0,035%), vilket är den mest direkta och grundläggande orsaken till grafitblommande defekter, och påverkan på grafitdiametern är sekundär. Den grundläggande mekanismen för det avgörande inflytandet på grafitblomning är att magnesiumelementets centrala roll är att adsorbera på kristallytan av grafittillväxt, undertrycka dess skiktade tillväxtkaraktär, tvinga fram dess isotropiska tillväxt och därmed bilda en sfärisk form. När den kvarvarande magnesiumhalten är otillräcklig, misslyckas denna adsorptions- och inhiberingseffekt i det senare stadiet av grafittillväxt, speciellt i det sena stadiet av eutektisk stelning. Defektbildning: Obegränsad grafit kommer att återställa dess snabba och instabila tillväxtläge, vilket gör att den redan bildade sfäriska grafiten spricker och deformeras, vilket resulterar i urholkning inuti och spricker eller korallliknande kanter, vilket är en typisk "blommande grafit". Detta indikerar att sfäroidisering i huvudsak har misslyckats. Den indirekta effekten på grafitdiametern: I de lokala områden där kvarvarande magnesium är på gränsen till otillräcklig men inte har misslyckats helt, kan minskningen av effektiva kärnbildningskärnor resultera i att ett litet antal kvarvarande grafitsfärer växer sig större. Den mer framträdande egenskapen i det här fallet är dock uppkomsten av en stor mängd icke-sfärisk grafit (maskliknande, blomliknande), och den enkla grovheten hos grafit är inte dess huvudsakliga manifestation. ·Den vanliga orsaken till låg kvarvarande magnesium är den höga svavelhalten i det ursprungliga smälta järnet, som förbrukar för mycket magnesium. Otillräcklig beräkning av mängden tillsatt sfäroidiseringsmedel eller låg reaktionsabsorptionshastighet. Efter sfäroidiseringsbehandling är uppehållstiden för smält järn för lång och magnesium bryts ned allvarligt. Det finns starka störande element som bly och vismut i det smälta järnet, som neutraliserar sfäroidiseringseffekten av magnesium. Sammanfattning: Låg kvarvarande magnesium leder till förlust av sfäroidiseringsförmåga och främjar direkt grafitblomning.

2、 Effekten av för hög kvarvarande magnesiumhalt är betydligt högre än det optimala intervallet (som överskridande av 0,06% -0,07%), vilket huvudsakligen inte leder till blomning, utan genom en serie indirekta effekter, blir en viktig faktor för att främja överdriven (grov) grafitdiameter, åtföljd av andra allvarliga gjutdefekter. Den indirekta främjandemekanismen för grafitdiameter som är för stor (grov) är att försvaga inkubationseffekten och minska kärnbildningskärnan. Magnesium är ett starkt antigrafitiseringselement (vitning). Överdriven mängd magnesium kommer att avsevärt öka underkylningstendensen hos smält järn. Detta gör det svårt för den heterogena kärnan som tillhandahålls av konventionella ferrokiselinokulanter att fungera stabilt, vilket resulterar i en försämring av "inkubationssvaret". Den direkta konsekvensen är en minskning av antalet sfäriska grafitkärnor. Under förutsättningen att den totala kolhalten är konstant, gäller att ju färre kärnor det finns, desto större storlek kan varje grafitkula växa till, och bilda grova men möjligen fortfarande relativt runda grafitkulor. Mekanism 2: Orsakar olämpliga processjusteringar. För att motverka den vita tendensen som orsakas av högt magnesium, kan operatörer tvingas öka kolekvivalenten (särskilt kiselhalt) eller genomgå överdriven inkubation. Under förhållanden med höga kolekvivalenter, särskilt när kylningen av tjocka och stora sektioner är långsam, ger det gynnsamma förhållanden för den förgrovande tillväxten av grafit. Magnesium, som har en hög potentiell inverkan på grafits morfologi, kan orsaka en minskning av rundheten hos grafitsfärer, vilket gör det lättare att producera klumpig eller oregelbunden grafit, men det bildar vanligtvis inte direkt typiska explosiva blomningar. Risken för slagginslutning har ökat dramatiskt på grund av andra allvarliga processproblem: överskott av magnesium är benäget att reagera med syre och svavel för att generera slagg som MgO och MgS, som kan rullas till gjutgods och bilda slagginslutningsdefekter. Intensifierande krympningstendens: Högt magnesium vidgar stelningsintervallet för pastan som järnvätska, hindrar krympningstillskott, ökar markant mikrokrympningstendensen och påverkar allvarligt gjutgodsets densitet. Minskad likviditet och ökad kontraktion.

Sammanfattning: För mycket kvarvarande magnesium leder indirekt till att grafit förgrovs genom att "hämma kärnbildning och minska antalet sfärer", och medför en rad maligna biverkningar såsom slagginklusion och -krympning.

3、 Effekten av kvarvarande magnesium "lämplig men minskande" är det vanligaste scenariot som uppstår vid faktisk produktion, vilket leder till överdriven grafitdiameter. Det avslöjar vikten av dynamiska förändringar i "effektivt magnesiuminnehåll". Utgångspunkt: Vid slutet av sfäroidiseringsbehandlingen är kvarvarande magnesium i det optimala intervallet, fullt vårdas och grafitkulorna är små, runda och rikliga. Nedgångsprocess: Från avslutad behandling till stelning av gjutgods genomgår det smälta järnet retention, vilket resulterar i "sfäroidiseringsminskning" (magnesiumelement som bränner och flyter) och "inkubationsnedgång" (upplösning eller fel på kärnbildningskärnan). ·Defektbildningsmekanism: Den effektiva kvarvarande magnesiumhalten minskar gradvis, och begränsningen av grafittillväxt försvagas. Antalet effektiva kärnbildningskärnor minskar med tiden. Superpositionseffekten av de två: Innan det kvarvarande magnesiumet når den "kritiska punkten" som orsakar blomning, kommer de återstående grafitsfärerna att fortsätta växa under förhållanden med reducerade begränsningar och tillräckliga kolkällor, vilket slutligen bildar grafit med grov storlek men fortfarande acceptabel morfologi (som grad 6 eller till och med grövre). Om nedgången fortsätter kommer den att glida mot dålig sfäroidisering och blomning.

Kärnmålet med den slutliga praktiska vägledningssammanfattningen är inte bara att kontrollera kvarvarande magnesium vid målvärdet, utan också att säkerställa dess effektivitet och stabilitet under hela hällprocessen. Förhindra blomning (nyckeln är att förhindra lågt magnesium): Minska och stabilisera strikt svavelhalten i det ursprungliga smälta järnet. Säkerställ tillräcklig och korrekt tillsats av sfäroidiseringsmedel. Minimera uppehållstiden efter sfäroidisering för att uppnå snabb hällning. Förebygga förgrovning (nyckeln till att upprätthålla en balans mellan effektiv kärnbildning och magnesium): Att använda effektiva och anti-åldrande inkubationstekniker i sena stadier (som flödesinokulering och i mögelympning) för att kontinuerligt tillhandahålla färska kärnbildningskärnor är det mest effektiva sättet att motverka sönderfall och förfina grafit. Att undvika att blint ökande kvarvarande magnesiumhalt för "försäkringens skull" är en divergerande väg mot krympning, slagginneslutning och grafitförgrovning. För tjocka och stora sektioner är det nödvändigt att heltäckande optimera den kolekvivalenta designen och kylförhållandena. Kort sagt, "stabilisera svavel, kontrollera magnesium (måttlig), snabb hällning och stark efter ympning" är viktiga processkriterier för att erhålla högkvalitativ segjärnstruktur samtidigt som grafitblomning och förgrovning undviks.