Kakšni so učinki visokega in nizkega preostalega magnezija na prevelik premer grafita in napake zaradi cvetenja grafita v nodularnem železu

Vsebnost preostalega magnezija v proizvodnji nodularne litine je treba natančno nadzorovati znotraj "optimalnega območja okna" (običajno okoli 0,04 % -0,055 %, odvisno od sestave in postopka). Odstopanje od tega območja, ne glede na to, ali je previsoko ali prenizko, lahko povzroči poslabšanje morfologije grafita, vendar sta manifestacija in temeljni mehanizem popolnoma drugačna.

1、 Vpliv nizke vsebnosti preostalega magnezija je, da je vsebnost preostalega magnezija nižja od minimalne kritične vrednosti, potrebne za sferoidizacijo (na splošno približno 0,03 % -0,035 %), kar je najbolj neposreden in temeljni razlog za napake pri cvetenju grafita, vpliv na premer grafita pa je sekundaren. Temeljni mehanizem odločilnega vpliva na cvetenje grafita je, da je glavna vloga elementa magnezija adsorbirati na kristalno površino rasti grafita, zatreti njegovo plastovito naravo rasti, prisiliti njegovo izotropno rast in tako oblikovati sferično obliko. Ko je vsebnost preostalega magnezija nezadostna, ta adsorpcijski in inhibicijski učinek odpove v poznejši fazi rasti grafita, zlasti v pozni fazi evtektičnega strjevanja. Nastajanje napak: Grafit brez omejitev bo obnovil svoj hiter in nestabilen način rasti, kar bo povzročilo, da se že oblikovan sferični grafit zlomi in deformira, kar povzroči vdolbino v notranjosti in pokanje ali koralom podobne robove, kar je tipičen "cvetoč grafit". To kaže, da sferoidizacija v bistvu ni uspela. Posredni učinek na premer grafita: Na lokalnih območjih, kjer je preostali magnezij na robu nezadostnega, vendar ni popolnoma propadel, lahko zmanjšanje učinkovitih nukleacijskih jeder povzroči, da se majhno število preostalih grafitnih kroglic poveča. Vendar je bolj izrazita značilnost v tem primeru pojav velike količine nesferičnega grafita (podobnega črvu, cvetu), preprosta grobost grafita pa ni njegova glavna manifestacija. · Pogost vzrok nizkega preostalega magnezija je visoka vsebnost žvepla v prvotnem staljenem železu, ki porabi preveč magnezija. Nezadosten izračun količine dodanega sredstva za sferoidizacijo ali nizka stopnja absorpcije reakcije. Po obdelavi s sferoidizacijo je čas zadrževanja staljenega železa predolg, magnezij pa se močno razgradi. V staljenem železu so močni moteči elementi, kot sta svinec in bizmut, ki nevtralizirajo učinek sferoidizacije magnezija. Povzetek: Nizek ostanek magnezija povzroči izgubo sposobnosti sferoidizacije in neposredno spodbuja cvetenje grafita.

2、 Vpliv prekomerne vsebnosti preostalega magnezija je bistveno višji od optimalnega obsega (na primer preseganje 0,06 % -0,07 %), ki večinoma ne vodi do cvetenja, ampak prek niza posrednih učinkov postane pomemben dejavnik pri spodbujanju prekomernega (grobega) premera grafita, ki ga spremljajo druge resne napake pri litju. Mehanizem posrednega spodbujanja prevelikega (grobega) premera grafita je oslabitev inkubacijskega učinka in zmanjšanje nukleacijskega jedra. Magnezij je močan element proti grafitizaciji (beljenju). Prekomerni ostanek magnezija bo znatno povečal nagnjenost staljenega železa k podhlajevanju. To otežuje stabilno delovanje heterogenega jedra, ki ga zagotavljajo običajni ferosilicijevi inokulant, kar ima za posledico poslabšanje "inkubacijskega odziva". Neposredna posledica je zmanjšanje števila grafitnih sferičnih jeder. Pod predpostavko konstantne skupne vsebnosti ogljika, manj ko je jeder, večja je velikost, do katere lahko zraste vsaka grafitna kroglica in tako tvori grobe, a morda še vedno relativno okrogle grafitne kroglice. Mehanizem 2: povzroča neustrezne prilagoditve procesa. Da bi preprečili nagnjenost k belini, ki jo povzroča visoka vsebnost magnezija, bodo operaterji morda prisiljeni povečati ekvivalent ogljika (zlasti vsebnost silicija) ali opraviti čezmerno inkubacijo. V pogojih visokega ekvivalenta ogljika, zlasti ko je ohlajanje debelih in velikih delov počasno, zagotavlja ugodne pogoje za grobo rast grafita. Magnezij, ki ima velik potencialni vpliv na morfologijo grafita, lahko povzroči zmanjšanje okroglosti grafitnih kroglic, zaradi česar je lažje proizvesti grudast ali nepravilen grafit, vendar običajno neposredno ne tvori tipičnih eksplozivnih cvetov. Tveganje vključevanja žlindre se je dramatično povečalo zaradi drugih resnih procesnih težav: presežek magnezija je nagnjen k reakciji s kisikom in žveplom, da nastane žlindra, kot sta MgO in MgS, ki se lahko zvalja v ulitke in tvori napake vključkov žlindre. Povečanje nagnjenosti k krčenju: Visoka vsebnost magnezija razširi območje strjevanja paste, kot je železna tekočina, ovira dodajanje krčenja, znatno poveča nagnjenost k mikro krčenju in resno vpliva na gostoto ulitkov. Zmanjšana likvidnost in povečana kontrakcija.

Povzetek: Prekomerni ostanki magnezija posredno povzročijo grobitev grafita z "zaviranjem nukleacije in zmanjšanjem števila kroglic" in prinašajo vrsto malignih stranskih učinkov, kot sta vključevanje žlindre in krčenje.

3、 Vpliv preostalega magnezija "ustrezen, vendar upada" je najpogostejši scenarij, s katerim se srečujemo v dejanski proizvodnji, kar vodi do prevelikega premera grafita. Razkriva pomen dinamičnih sprememb v "učinkoviti vsebnosti magnezija". Izhodišče: Na koncu zdravljenja s sferoidizacijo je preostali magnezij v optimalnem obsegu, popolnoma negovan, grafitne kroglice pa so majhne, ​​okrogle in obilne. Postopek upadanja: Od zaključka obdelave do strjevanja ulitka se staljeno železo zadržuje, kar ima za posledico "upad sferoidizacije" (gorenje in lebdenje magnezijevega elementa) in "upad inkubacije" (raztapljanje ali okvara nukleacijskega jedra). · Mehanizem nastanka napak: efektivna vsebnost preostalega magnezija se postopoma zmanjšuje in omejitev rasti grafita oslabi. Število učinkovitih nukleacijskih jeder se sčasoma zmanjšuje. Učinek superpozicije obeh: preden ostanek magnezija doseže "kritično točko", ki povzroči cvetenje, bodo preostale grafitne krogle še naprej rasle v pogojih zmanjšanih omejitev in zadostnih virov ogljika, na koncu pa bodo tvorile grafit z grobo velikostjo, a še vedno sprejemljivo morfologijo (kot je stopnja 6 ali celo bolj groba). Če se bo upadanje nadaljevalo, bo zdrsnilo proti slabi sferoidizaciji in cvetenju.

Glavni cilj končnega povzetka praktičnih smernic ni samo nadzor preostalega magnezija na ciljni vrednosti, temveč tudi zagotavljanje njegove učinkovitosti in stabilnosti skozi celoten proces vlivanja. Preprečevanje cvetenja (ključno je preprečiti nizek magnezij): Strogo zmanjšajte in stabilizirajte vsebnost žvepla v prvotnem staljenem železu. Zagotovite zadosten in natančen dodatek sferoidizirajočega sredstva. Zmanjšajte čas zadrževanja po sferoidizaciji, da dosežete hitro izlivanje. Preprečevanje grobljenja (ključno za ohranjanje ravnovesja med učinkovito nukleacijo in magnezijem): uporaba učinkovitih in proti staranju inkubacijskih tehnik pozne stopnje (kot je pretočna inokulacija in inokulacija plesni) za stalno zagotavljanje svežih nukleacijskih jeder je najučinkovitejši način za preprečevanje razpadanja in rafiniranje grafita. Izogibanje slepemu povečevanju vsebnosti preostalega magnezija zaradi "zavarovanja" je drugačna pot proti krčenju, vključevanju žlindre in zgostitvi grafita. Za debele in velike dele je potrebno celovito optimizirati zasnovo ekvivalenta ogljika in pogoje hlajenja. Skratka, "stabiliziranje žvepla, nadzorovanje magnezija (zmerno), hitro vlivanje in močna po inokulaciji" so ključni procesni kriteriji za pridobitev visokokakovostne strukture nodularne litine ob izogibanju cvetenju grafita in grobemu.