Riepilogo del processo di fusione per ferro duttile di manganese medio

Il controllo della composizione chimica del ferro duttile di manganese medio include i seguenti punti chiave per il controllo di ciascun elemento principale:

L'intervallo di contenuto di carbonio (C) è generalmente controllato tra il 3,0% e il 3,8%. Scopo e impatto di controllo: l'aumento del contenuto di carbonio può migliorare la capacità di fluidità e grafitizzazione della ghisa, promuovere la formazione di sfere di grafite e migliorare la durezza e la resistenza all'usura. Tuttavia, un eccessivo contenuto di carbonio può causare il galleggiante della grafite e ridurre le proprietà meccaniche dei getti; Se il contenuto di carbonio è troppo basso, è facile produrre una struttura di cast bianca, rendendo fragile la fusione.

L'intervallo di contenuto di silicio (SI) è generalmente tra il 3,0% e il 4,5%. Scopo e impatto di controllo: il silicio è un forte elemento grafitizzante che può perfezionare le sfere di grafite e migliorare la forza e la tenacità della ghisa. Il contenuto di silicio moderato può ridurre la tendenza del casting bianco, ma un eccessivo contenuto di silicio può ridurre la tenacità e aumentare la fragilità dei getti.

Gamma di contenuti di manganese (MN): il contenuto di manganese è relativamente elevato, generalmente tra il 5% e il 9%. Scopo e impatto di controllo: il manganese può migliorare la resistenza, la durezza e la resistenza all'usura della ghisa, stabilizzare la struttura dell'austenite e aumentare la difficoltà. Tuttavia, l'eccessivo contenuto di manganese può portare alla presenza di più carburi nella struttura, ridurre la tenacità e aumentare la sensibilità alla crepa dei getti.

L'intervallo del contenuto di fosforo (P) e zolfo: il contenuto di fosforo dovrebbe essere il più basso possibile, generalmente controllato al di sotto dello 0,05% allo 0,1%; Il contenuto di zolfo è generalmente controllato inferiore allo 0,02% allo 0,03%. Scopo e impatto di controllo: il fosforo aumenta la freddezza fredda della ghisa, riduce la tenacità e le prestazioni dell'impatto; Lo zolfo forma facilmente inclusioni di manganese solfuro con manganese, riducendo le proprietà meccaniche della ghisa e aumentando la tendenza alle crepe calde.

La gamma di contenuti di elementi della terra rara (RE) e magnesio (mg): il contenuto di elementi della terra rara è generalmente tra lo 0,02% e lo 0,05% e il contenuto di magnesio è compreso tra 0,03% e 0,06%. Scopo e influenza di controllo: elementi delle terre rare e magnesio sono elementi chiave nel trattamento con sferoidizzazione, che possono sferoidizzare la grafite e migliorare le proprietà meccaniche della ghisa. Tuttavia, un contenuto eccessivo o insufficiente può influire sull'effetto sferoidizzazione, portando a una morfologia irregolare delle sfere di grafite o una diminuzione del tasso di sferoidizzazione.

Struttura metallografica del ferro duttile di manganese medio

Morfologia della grafite - Buona sferoidizzazione: dopo il trattamento con sferoidizzazione, la grafite è uniformemente distribuita in una forma sferica nella matrice, che è una caratteristica tipica del ferro duttile di manganese medio. La grafite con una buona sferoidizzazione può ridurre efficacemente la concentrazione di stress, migliorare la tenacità e le proprietà meccaniche del materiale. Dimensione della grafite: la dimensione delle sfere di grafite è generalmente relativamente uniforme, in genere tra 20 e 80 μ m. Le sfere di grafite più piccole possono essere distribuite in modo più uniforme nella matrice, perfezionare la struttura e migliorare la forza e la tenacità.

Organizzazione Matrix-

Martensite: Nello stato del cast, il ferro duttile di manganese medio spesso contiene una certa quantità di martensite nella struttura della matrice. Martensite ha le caratteristiche di alta durezza e alta resistenza, che possono migliorare la resistenza all'usura e la resistenza a compressione dei getti. Il suo contenuto è generalmente tra il 20% e il 50% e il contenuto di martensite può essere controllato regolando la composizione chimica e il processo di trattamento termico.

Austenite: l'austenite rappresenta anche una certa proporzione nel ferro duttile di manganese medio, di solito tra il 30% e il 60%. L'austenite ha una buona tenacia e plasticità, può assorbire l'energia di impatto e migliorare la resistenza all'impatto dei getti.

Carbidi: potrebbero esserci anche alcuni carburi nella struttura della matrice, come carburi, carburi in lega, ecc. Le carburi hanno un'elevata durezza e sono distribuiti in piccole particelle o blocchi nella matrice, che possono migliorare significativamente la resistenza all'usura dei getti. Tuttavia, un eccessivo contenuto di carburo può ridurre la tenacità della matrice e il suo contenuto è generalmente controllato tra il 5% e il 15%.

Uniformità organizzativa - La struttura metallografica ideale del ferro duttile di manganese medio dovrebbe avere una buona uniformità, cioè la distribuzione delle sfere di grafite, il tipo e la proporzione della struttura della matrice dovrebbero essere relativamente coerenti durante il casting. L'organizzazione irregolare può causare fluttuazioni nelle prestazioni dei getti, riducendo la loro affidabilità e la loro vita di servizio.

Quali fattori influenzano la struttura metallografica del ferro duttile di manganese medio

Composizione chimica-

Contenuto di carbonio: un aumento del contenuto di carbonio promuove la grafitizzazione, con conseguente aumento del numero e delle dimensioni delle sfere di grafite. Ma se il contenuto di carbonio è troppo alto, può verificarsi un fenomeno galleggiante di grafite; Se il contenuto di carbonio è troppo basso, è facile produrre una struttura di cast bianca, che colpisce la morfologia della struttura metallografica.

Contenuto di manganese: il manganese è il principale elemento legale della ghisa nodulare di manganese media. L'aumento del contenuto di manganese può aumentare la stabilità dell'austenite, promuovere la formazione di martensite, migliorare la durezza e la resistenza all'usura, ma troppo in alto può portare ad un aumento dei carburi e una riduzione della tenacità.

Contenuto di silicio: il silicio è un elemento grafitizzante e una quantità adeguata di silicio può perfezionare le sfere di grafite e ridurre la tendenza per le macchie bianche. Ma se il contenuto di silicio è troppo elevato, aumenterà il contenuto di perle nella matrice e ridurrà la tenacità.

Elementi di terre rare e contenuto di magnesio: elementi della terra rara e magnesio sono elementi chiave nel trattamento della sferoidizzazione e il loro contenuto influisce sull'effetto sferoidizzazione della grafite. Quando il contenuto è appropriato, la sferoidizzazione della grafite è buona; Contenuto insufficiente e sferoidizzazione incompleta; Un contenuto eccessivo può provocare difetti di lancio.

Processo di fusione

Equipaggiamento di fusione: diverse attrezzature di fusione hanno diversi controlli sulla temperatura e l'uniformità della composizione del ferro fuso. Controllo della temperatura accurato e una buona uniformità della composizione nello scioglimento del forno elettrico sono utili per ottenere una buona struttura metallografica; Il processo di fusione in un grande forno richiede un rigoroso controllo del rapporto di carica del forno e dei parametri di fusione. Trattamento di sferoidizzazione e inoculazione: i tipi, le quantità e i metodi di trattamento per gli agenti sferoidizzanti e inoculati hanno un impatto significativo sulla struttura metallografica. Agenti e inoculanti adeguati di sferoidizzazione possono garantire una buona sferoidizzazione della grafite, sferoidizzazione della grafite fine e migliorare la struttura della matrice.

Tasso di raffreddamento dei materiali di fusione: diversi materiali di fusione hanno una conducibilità termica diversa. Ad esempio, gli stampi metallici hanno rapidi conducibilità termica e velocità di raffreddamento, che possono facilmente formare strutture bianche o martensitiche nei getti; Gli stampi di sabbia hanno una lenta conduttività termica e velocità di raffreddamento, che favoriscono la grafitizzazione e possono ottenere una struttura di matrice di perle o ferrite relativamente stabile. Spessore della parete di fusione: la velocità di raffreddamento varia a seconda dello spessore della parete di fusione. Le aree murate sottili si raffredda rapidamente e sono inclini a formare strutture bianche o martensitiche; Il raffreddamento a pareti spesse è lento, la grafitizzazione è sufficiente e la struttura della matrice può essere più inclinata verso la perlaio o la ferrite. Processo di trattamento termico, temperatura e tempo di tempra: la temperatura e il tempo di tempra influiscono sulla trasformazione dell'austenite in martensite. L'eccessiva temperatura o il tempo di estinzione può causare ingrossare la martensite e ridurre la tenacità; La temperatura o il tempo insufficiente di tempra possono comportare una trasformazione martensitica incompleta, influenzando la durezza e la resistenza all'usura. Temperatura di tempera e tempo: il temperamento può eliminare lo stress di tempra, stabilizzare la struttura e regolare la durezza e la tenacità. La temperatura ad alta tempera e lungo tempo causerà la decomposizione della martensite, riduce la durezza e migliorerà la tenacità.