Rezumatul procesului de turnare pentru fierul ductil de mangan mediu

Controlul compoziției chimice al fierului ductil de mangan mediu include următoarele puncte cheie pentru controlul fiecărui element major:

Gama de conținut de carbon (C) este controlată în general între 3,0% și 3,8%. Scopul și impactul controlului: Creșterea conținutului de carbon poate îmbunătăți fluiditatea și capacitatea de grafitizare a fontării, să promoveze formarea de bile de grafit și să îmbunătățească rezistența la duritate și la uzură. Cu toate acestea, conținutul excesiv de carbon poate determina plutirea grafitului și poate reduce proprietățile mecanice ale pieselor de turnare; Dacă conținutul de carbon este prea scăzut, este ușor să produceți o structură albă turnată, ceea ce face ca turnarea să fie fragilă.

Gama de conținut de siliciu (SI) este de obicei între 3,0% și 4,5%. Scopul și impactul controlului: Siliconul este un element puternic de grafitizare care poate rafina bilele de grafit și poate îmbunătăți rezistența și duritatea fontei. Conținutul moderat de siliciu poate reduce tendința de turnare albă, dar conținutul excesiv de siliciu poate scădea duritatea și poate crește fragilitatea pieselor de turnare.

Gama de conținut de mangan (MN): Conținutul de mangan este relativ mare, în general între 5% și 9%. Scopul și impactul controlului: Manganul poate îmbunătăți rezistența, duritatea și rezistența la uzură a fontei, va stabiliza structura austenitei și crește întărirea. Cu toate acestea, conținutul excesiv de mangan poate duce la prezența mai multor carburi în structură, poate reduce duritatea și poate crește sensibilitatea la fisură a pieselor de turnare.

Gama de conținut de fosfor (P) și sulf (s): Conținutul de fosfor ar trebui să fie cât mai scăzut posibil, controlat în general sub 0,05% până la 0,1%; Conținutul de sulf este de obicei controlat sub 0,02% până la 0,03%. Scopul și impactul controlului: fosforul crește fragetul rece al fontei, reduce duritatea și performanța impactului; Sulful formează cu ușurință incluziuni de mangan sulfid cu mangan, reducând proprietățile mecanice ale fontei și crescând tendința de fisurare la cald.

Gama de conținut a elementelor de pământ rare (RE) și magneziu (mg): conținutul elementelor rare de pământ este în general între 0,02% și 0,05%, iar conținutul de magneziu este cuprins între 0,03% și 0,06%. Scopul și influența controlului: elementele rare ale pământului și magneziul sunt elemente cheie în tratamentul sferoidizării, care pot sferoidiza grafitul și poate îmbunătăți proprietățile mecanice ale fontei. Cu toate acestea, conținutul excesiv sau insuficient poate afecta efectul de sferoidizare, ceea ce duce la morfologia neregulată a bilelor de grafit sau la o scădere a ratei de sferoidizare.

Structura metalografică a fierului ductil de mangan mediu

Morfologie grafit - Sferoidizare bună: După tratamentul cu sferoidizare, grafitul este distribuit uniform într -o formă sferică în matrice, care este o caracteristică tipică a fierului ductil de mangan mediu. Grafitul cu sferoidizare bună poate reduce eficient concentrația de stres, poate îmbunătăți duritatea și proprietățile mecanice ale materialului. Dimensiunea grafitului: Mărimea sferelor de grafit este de obicei relativ uniformă, de obicei între 20 și 80 μm. Sferele mai mici de grafit pot fi distribuite mai uniform în matrice, rafină structura și îmbunătățesc rezistența și duritatea.

Organizarea matricei-

Martensit: În starea ca turnată, fierul ductil de mangan mediu conține adesea o anumită cantitate de martensită în structura matricei. Martensitul are caracteristicile de duritate ridicată și rezistență ridicată, ceea ce poate îmbunătăți rezistența la uzură și rezistența la compresiune a pieselor de turnare. Conținutul său este în general între 20% și 50%, iar conținutul de martensit poate fi controlat prin ajustarea compoziției chimice și a procesului de tratare termică.

Austenită: Austenita reprezintă, de asemenea, o anumită proporție în fierul ductil de mangan mediu, de obicei între 30% și 60%. Austenita are o duritate și plasticitate bună, poate absorbi energia de impact și poate îmbunătăți rezistența la impact a pieselor de turnare.

Carburi: pot exista, de asemenea, unele carburi în structura matricei, cum ar fi carburi, carburi din aliaj, etc. Carburile au o duritate ridicată și sunt distribuite în particule mici sau blocuri din matrice, ceea ce poate îmbunătăți semnificativ rezistența la uzură a catostelor. Cu toate acestea, conținutul excesiv de carbură poate reduce duritatea matricei, iar conținutul acesteia este controlat în general între 5% și 15%.

Uniformitatea organizațională - Structura metalografică ideală a fierului ductil de mangan mediu ar trebui să aibă o uniformitate bună, adică distribuția bilelor de grafit, tipul și proporția structurii matricei ar trebui să fie relativ consistentă pe parcursul turnării. Organizarea inegală poate provoca fluctuații în performanța pieselor de turnare, reducând fiabilitatea și durata de viață a serviciului.

Ce factori afectează structura metalografică a fierului ductil de mangan mediu

Compoziție chimică-

Conținutul de carbon: o creștere a conținutului de carbon promovează grafitizarea, ceea ce duce la o creștere a numărului și a dimensiunii sferelor de grafit. Dar dacă conținutul de carbon este prea mare, poate apărea un fenomen plutitor de grafit; Dacă conținutul de carbon este prea scăzut, este ușor să se producă structură albă turnată, care afectează morfologia structurii metalografice.

Conținut de mangan: Manganul este principalul element de aliere a fontei nodulare de mangan mediu. Creșterea conținutului de mangan poate crește stabilitatea austenitei, poate promova formarea martensitei, îmbunătățirea durității și rezistența la uzură, dar prea mare poate duce la o creștere a carburilor și la o scădere a durității.

Conținut de siliciu: Siliconul este un element de grafitizare, iar o cantitate adecvată de siliciu poate rafina bilele de grafit și poate reduce tendința pentru petele albe. Dar dacă conținutul de siliciu este prea mare, acesta va crește conținutul de perle din matrice și va reduce duritatea.

Elementele rare ale pământului și conținutul de magneziu: elementele rare ale pământului și magneziul sunt elemente cheie în tratamentul sferoidizării, iar conținutul lor afectează efectul de sferoidizare a grafitului. Când conținutul este adecvat, sferoidizarea grafitului este bună; Conținut insuficient și sferoidizare incompletă; Conținutul excesiv poate duce la defecte de casting.

Proces de topire

Echipamente de topire: Diferite echipamente de topire au controale diferite asupra temperaturii și uniformității compoziției fierului topit. Controlul precis al temperaturii și o bună uniformitate a compoziției în topirea cuptorului electric sunt benefice pentru obținerea unei structuri metalografice bune; Procesul de topire într -un cuptor exploziv necesită un control strict al raportului de încărcare a cuptorului și al parametrilor de topire. Sferoidizare și tratament de inoculare: tipurile, cantitățile și metodele de tratament ale agenților sferoidizante și inoculare au un impact semnificativ asupra structurii metalografice. Agenții și inoculanții sferoidizanți adecvați pot asigura o sferoidizare a grafitului bun, sferoidizare fină a grafitului și pot îmbunătăți structura matricei.

Rata de răcire a materialelor de turnare: diferite materiale de turnare au o conductivitate termică diferită. De exemplu, matrițele metalice au o conductivitate termică rapidă și rate de răcire, care pot forma cu ușurință structuri albe sau martensitice în piesele turnate; Matrițele de nisip au o conductivitate termică lentă și o viteză de răcire, care este favorabilă grafitizării și poate obține o structură relativ stabilă a matricei perlite sau ferite. Grosimea peretelui de turnare: viteza de răcire variază în funcție de grosimea peretelui de turnare. Zonele cu pereți subțiri se răcesc rapid și sunt predispuse la formarea de structuri albe sau martensitice; Răcirea la pereți groși este lentă, grafitizarea este suficientă, iar structura matricei poate fi mai înclinată spre perle sau ferită. Procesul de tratare termică, temperatura și timpul de stingere: temperatura și timpul de stingere afectează transformarea austenitei în martensită. Temperatura sau timpul de stingere excesivă poate determina matensita să se îngrobească și să reducă duritatea; Temperatura sau timpul de stingere insuficient poate duce la o transformare martensitică incompletă, afectând duritatea și rezistența la uzură. Temperatura și timpul de temperare: temperarea poate elimina stresul de stingere, stabilizarea structurii și poate regla duritatea și duritatea. Temperatura ridicată a temperaturii și mult timp vor provoca descompunerea martensitei, vor reduce duritatea și vor îmbunătăți duritatea.