Care sunt efectele magneziului rezidual ridicat și scăzut asupra diametrului excesiv de grafit și a defectelor de înflorire a grafitului în fonte ductilă

Conținutul de magneziu rezidual în producția de fontă ductilă trebuie controlat cu precizie într-un „gamă optim de fereastră” (de obicei, în jur de 0,04% -0,055%, în funcție de compoziție și proces). Abaterea de la acest interval, indiferent dacă este prea mare sau prea mică, poate determina deteriorarea morfologiei grafitului, dar manifestarea și mecanismul fundamental sunt complet diferite.

1、 Impactul conținutului scăzut de magneziu rezidual este că conținutul de magneziu rezidual este mai mic decât valoarea critică minimă necesară pentru sferoidizare (în general aproximativ 0,03% -0,035%), care este motivul cel mai direct și fundamental al defectelor de înflorire a grafitului, iar impactul asupra diametrului grafitului este secundar. Mecanismul fundamental al influenței decisive asupra înfloririi grafitului este că rolul de bază al elementului de magneziu este de a adsorbi pe suprafața cristalului creșterea grafitului, de a suprima natura sa de creștere stratificată, de a forța creșterea sa izotropă și, astfel, de a forma o formă sferică. Când conținutul rezidual de magneziu este insuficient, acest efect de adsorbție și inhibare eșuează în etapa ulterioară a creșterii grafitului, în special în etapa târzie a solidificării eutectice. Formarea defectelor: Grafitul neconstrâns își va restabili modul de creștere rapidă și instabilă, provocând ruperea și deformarea grafitului sferic deja format, ducând la scobirea în interior și la spargerea marginilor de tip coral, care este un „grafit înflorit” tipic. Acest lucru indică faptul că sferoidizarea a eșuat în esență. Efectul indirect asupra diametrului grafitului: în zonele locale în care magneziul rezidual este pe punctul de a fi insuficient, dar nu a eșuat complet, reducerea nucleelor ​​efective de nucleare poate duce la creșterea unui număr mic de sfere de grafit reziduale. Cu toate acestea, caracteristica mai proeminentă în acest caz este apariția unei cantități mari de grafit nesferic (ca vierme, ca o floare), iar simpla grosieră a grafitului nu este principala sa manifestare. · Cauza comună a magneziului rezidual scăzut este conținutul ridicat de sulf din fierul topit original, care consumă prea mult magneziu. Calcularea insuficientă a cantității de agent sferoidizant adăugat sau viteză scăzută de absorbție a reacției. După tratamentul de sferoidizare, timpul de rezidență al fierului topit este prea lung, iar magneziul este grav degradat. Există elemente de interferență puternice, cum ar fi plumbul și bismutul, în fierul topit, care neutralizează efectul de sferoidizare al magneziului. Rezumat: magneziul rezidual scăzut duce la pierderea capacității de sferoidizare și promovează direct înflorirea grafitului.

2、 Impactul conținutului excesiv de magneziu rezidual este semnificativ mai mare decât intervalul optim (cum ar fi depășirea de 0,06% -0,07%), în principal neducând la înflorire, ci printr-o serie de efecte indirecte, devenind un factor important în promovarea diametrului excesiv (grosier) de grafit, însoțit de alte defecte grave de turnare. Mecanismul de promovare indirectă pentru diametrul grafitului care este prea mare (aspru) este de a slăbi efectul de incubare și de a reduce miezul de nucleare. Magneziul este un element puternic anti grafitizare (albire). Excesul de magneziu rezidual va crește semnificativ tendința de suprarăcire a fierului topit. Acest lucru face dificilă funcționarea stabilă a miezului eterogen furnizat de inoculantele convenționale de ferosiliciu, rezultând o deteriorare a „răspunsului de incubație”. Consecința directă este o reducere a numărului de nuclee sferice de grafit. Sub premisa conținutului total constant de carbon, cu cât există mai puține miezuri, cu atât este mai mare dimensiunea la care poate crește fiecare bilă de grafit, formând astfel bile de grafit grosiere, dar posibil încă relativ rotunde. Mecanismul 2: Cauzarea unor ajustări inadecvate ale procesului. Pentru a contracara tendința de alb cauzată de magneziu ridicat, operatorii pot fi forțați să crească echivalentul de carbon (în special conținutul de siliciu) sau să fie supuși unei incubații excesive. În condiții de echivalent carbon ridicat, în special atunci când răcirea secțiunilor groase și mari este lentă, oferă condiții favorabile pentru creșterea grosieră a grafitului. Magneziul, care are un impact potențial ridicat asupra morfologiei grafitului, poate provoca o scădere a rotunjimii sferelor de grafit, facilitând producerea de grafit aglomerat sau neregulat, dar de obicei nu formează direct flori explozive tipice. Riscul de includere a zgurii a crescut dramatic din cauza altor probleme grave ale procesului: magneziul în exces este predispus să reacționeze cu oxigenul și sulful pentru a genera zgură, cum ar fi MgO și MgS, care poate fi laminată în piese turnate și poate forma defecte de incluziune a zgurii. Intensificarea tendinței de contracție: magneziul ridicat mărește intervalul de solidificare a pastei ca lichidul de fier, împiedică suplimentarea contracției, crește semnificativ tendința de microcontracție și afectează serios densitatea piesei turnate. Scăderea lichidității și creșterea contracției.

Rezumat: Excesul de magneziu rezidual duce indirect la îngroșarea grafitului prin „inhibarea nucleării și reducerea numărului de sfere” și aduce o serie de efecte secundare maligne, cum ar fi includerea și contracția zgurii.

3、 Impactul magneziului rezidual „adecvat, dar în scădere” este cel mai frecvent scenariu întâlnit în producția reală, ceea ce duce la un diametru excesiv de grafit. Dezvăluie importanța schimbărilor dinamice în „conținutul efectiv de magneziu”. Punctul de pornire: La sfârșitul tratamentului de sferoidizare, magneziul rezidual este în intervalul optim, complet hrănit, iar bilele de grafit sunt mici, rotunde și abundente. Procesul de declin: de la finalizarea tratamentului până la solidificarea turnării, fierul topit suferă reținere, rezultând „declinul sferoidizării” (element de magneziu ardere și plutire) și „declin de incubație” (dizolvarea sau defectarea miezului de nucleare). ·Mecanismul de formare a defectelor: Conținutul efectiv de magneziu rezidual scade treptat, iar constrângerea creșterii grafitului scade. Numărul de nuclee efective de nucleare scade în timp. Efectul de suprapunere al celor două: Înainte ca magneziul rezidual să atingă „punctul critic” care provoacă înflorirea, sferele de grafit rămase vor continua să crească în condiții de constrângeri reduse și surse suficiente de carbon, formând în cele din urmă grafit cu dimensiune grosieră, dar totuși morfologie acceptabilă (cum ar fi gradul 6 sau chiar mai grosier). Dacă declinul continuă, va aluneca spre sferoidizare și înflorire slabă.

Obiectivul principal al rezumatului final al ghidului practic nu este doar controlul magneziului rezidual la valoarea țintă, ci și asigurarea eficacității și stabilității acestuia pe parcursul întregului proces de turnare. Prevenirea înfloririi (cheia este de a preveni un nivel scăzut de magneziu): Reduceți și stabilizați strict conținutul de sulf al fierului topit original. Asigurați adăugarea suficientă și precisă de agent sferoidizant. Minimizați timpul de rezidență după sferoidizare pentru a obține o turnare rapidă. Prevenirea îngroșării (cheie pentru menținerea unui echilibru între nuclearea eficientă și magneziu): Utilizarea tehnicilor eficiente și anti-îmbătrânire de incubare în faza tardivă (cum ar fi inocularea în flux și inocularea mucegaiului) pentru a furniza continuu miezuri de nucleare proaspete este cea mai eficientă modalitate de a contracara degradarea și de a rafina grafitul. Evitarea creșterii orbește a conținutului rezidual de magneziu de dragul „asigurării” este o cale divergentă către contracție, includerea zgurii și îngroșarea grafitului. Pentru secțiuni groase și mari, este necesar să se optimizeze în mod cuprinzător designul echivalent de carbon și condițiile de răcire. Pe scurt, „stabilizarea sulfului, controlul magneziului (moderat), turnarea rapidă și post-inoculare puternică” sunt criteriile cheie ale procesului pentru obținerea unei structuri de fontă ductilă de înaltă calitate, evitând în același timp înflorirea și îngroșarea grafitului.