Koji su učinci visokog i niskog zaostalog magnezija na prekomjerni promjer grafita i defekte cvjetanja grafita u nodularnom željezu

Sadržaj zaostalog magnezija u proizvodnji nodularnog željeza potrebno je precizno kontrolirati unutar "optimalnog raspona prozora" (obično oko 0,04% -0,055%, ovisno o sastavu i procesu). Odstupanje od ovog raspona, bilo previsoko ili prenisko, može uzrokovati pogoršanje morfologije grafita, ali manifestacija i temeljni mehanizam su potpuno drugačiji.

1、 Utjecaj niskog sadržaja zaostalog magnezija je da je sadržaj zaostalog magnezija niži od minimalne kritične vrijednosti potrebne za sferoidizaciju (općenito oko 0,03% -0,035%), što je najizravniji i najosnovniji razlog za defekte cvjetanja grafita, a utjecaj na promjer grafita je sekundaran. Temeljni mehanizam odlučujućeg utjecaja na cvjetanje grafita je da je glavna uloga elementa magnezija adsorpcija na površini kristala rasta grafita, potiskivanje njegove slojevite prirode rasta, forsiranje njegovog izotropnog rasta i na taj način formiranje sferičnog oblika. Kada je sadržaj zaostalog magnezija nedovoljan, ovaj učinak adsorpcije i inhibicije ne uspijeva u kasnijoj fazi rasta grafita, posebno u kasnoj fazi eutektičkog skrućivanja. Formiranje defekata: Grafit bez ograničenja će obnoviti svoj brzi i nestabilan način rasta, uzrokujući pucanje i deformaciju već formiranog sferičnog grafita, što rezultira udubljenjem iznutra i pucanjem ili rubovima poput koralja, što je tipičan "cvjetajući grafit". Ovo ukazuje da sferoidizacija nije uspjela. Neizravan učinak na promjer grafita: U lokalnim područjima gdje je zaostali magnezij na rubu nedostatnog, ali nije potpuno nestao, smanjenje učinkovitih jezgri nukleacije može rezultirati povećanjem malog broja zaostalih grafitnih sfera. Međutim, istaknutija značajka u ovom slučaju je pojava velike količine nesferičnog grafita (poput crva, cvijeta), a jednostavna grubost grafita nije njegova glavna manifestacija. ·Uobičajeni uzrok niskog ostatka magnezija je visok sadržaj sumpora u izvornom rastaljenom željezu, koji troši previše magnezija. Nedovoljan izračun količine dodanog sredstva za sferoidizaciju ili niska stopa apsorpcije reakcije. Nakon tretmana sferoidizacijom, vrijeme zadržavanja rastaljenog željeza je predugo, a magnezij je ozbiljno degradiran. Postoje jaki ometajući elementi kao što su olovo i bizmut u rastaljenom željezu, koji neutraliziraju učinak sferoidizacije magnezija. Sažetak: Nizak rezidualni magnezij dovodi do gubitka sposobnosti sferoidizacije i izravno potiče cvjetanje grafita.

2、 Utjecaj prekomjernog sadržaja zaostalog magnezija znatno je veći od optimalnog raspona (kao što je prekoračenje od 0,06% -0,07%), uglavnom ne dovodeći do cvjetanja, ali kroz niz neizravnih učinaka, postaje važan čimbenik u promicanju prekomjernog (grubog) promjera grafita, popraćenog drugim ozbiljnim nedostacima lijevanja. Neizravni mehanizam promocije za preveliki (grubi) promjer grafita je slabljenje učinka inkubacije i smanjenje jezgre nukleacije. Magnezij je snažan element protiv grafitizacije (izbjeljivanja). Prekomjerni zaostali magnezij značajno će povećati tendenciju prehlađenja rastaljenog željeza. To otežava stabilno funkcioniranje heterogene jezgre koju daju konvencionalni ferosilicijski inokulanti, što rezultira pogoršanjem "odgovora inkubacije". Izravna posljedica je smanjenje broja kuglastih jezgri grafita. Pod pretpostavkom stalnog ukupnog sadržaja ugljika, što je manje jezgri, to je veća veličina do koje svaka grafitna kuglica može narasti, stvarajući tako grube, ali moguće još uvijek relativno okrugle grafitne kuglice. Mehanizam 2: Uzrok neprikladnih prilagodbi procesa. Kako bi spriječili tendenciju bijelog uzrokovanu visokim sadržajem magnezija, operateri mogu biti prisiljeni povećati ekvivalent ugljika (osobito sadržaj silicija) ili se podvrgnuti prekomjernoj inkubaciji. Pod uvjetima visokog ekvivalenta ugljika, posebno kada je hlađenje debelih i velikih presjeka sporo, pruža povoljne uvjete za grublji rast grafita. Magnezij, koji ima veliki potencijalni utjecaj na morfologiju grafita, može uzrokovati smanjenje zaobljenosti grafitnih kuglica, olakšavajući proizvodnju grudastog ili nepravilnog grafita, ali obično ne stvara izravno tipične eksplozivne cvjetove. Rizik uključivanja troske dramatično se povećao zbog drugih ozbiljnih problema procesa: višak magnezija sklon je reagirati s kisikom i sumporom kako bi se stvorila troska kao što su MgO i MgS, koja se može uvaljati u odljevke i formirati defekte uključene troske. Intenziviranje tendencije skupljanja: Visoki sadržaj magnezija proširuje raspon skrućivanja paste poput tekućine od željeza, sprječava dopunu skupljanja, značajno povećava tendenciju mikro skupljanja i ozbiljno utječe na gustoću odljevaka. Smanjena likvidnost i povećana kontrakcija.

Sažetak: Prekomjerni rezidualni magnezij neizravno dovodi do grubljanja grafita kroz "inhibiciju nukleacije i smanjenje broja kuglica", te donosi niz malignih nuspojava kao što su uključivanje troske i skupljanje.

3、 Utjecaj zaostalog magnezija "prikladan, ali u opadanju" je najčešći scenarij koji se susreće u stvarnoj proizvodnji, što dovodi do prekomjernog promjera grafita. Otkriva važnost dinamičkih promjena u "efektivnom sadržaju magnezija". Polazna točka: Na kraju tretmana sferoidizacijom, preostali magnezij je u optimalnom rasponu, potpuno njegovan, a grafitne kuglice su male, okrugle i obilne. Proces opadanja: Od završetka obrade do skrućivanja odljevka, rastaljeno željezo prolazi kroz zadržavanje, što rezultira "smanjenjem sferoidizacije" (sagorijevanje i plutanje elementa magnezija) i "opadanjem inkubacije" (otapanje ili neuspjeh jezgre nukleacije). ·Mehanizam stvaranja defekata: efektivni sadržaj zaostalog magnezija postupno se smanjuje, a ograničenje rasta grafita slabi. Broj učinkovitih jezgri nukleacije smanjuje se tijekom vremena. Učinak superpozicije ova dva: Prije nego što preostali magnezij dosegne "kritičnu točku" koja uzrokuje cvjetanje, preostale grafitne kuglice nastavit će rasti u uvjetima smanjenih ograničenja i dovoljnih izvora ugljika, u konačnici formirajući grafit grube veličine, ali još uvijek prihvatljive morfologije (kao što je stupanj 6 ili čak grublji). Ako se pad nastavi, klizit će prema slaboj sferoidizaciji i cvatnji.

Glavni cilj konačnog sažetka praktičnih smjernica nije samo kontrolirati zaostali magnezij na ciljnoj vrijednosti, već i osigurati njegovu učinkovitost i stabilnost tijekom cijelog procesa izlijevanja. Sprječavanje cvjetanja (ključno je spriječiti nizak magnezij): Strogo smanjite i stabilizirajte sadržaj sumpora u izvornom rastaljenom željezu. Osigurajte dovoljno i točan dodatak sredstva za sferoidizaciju. Minimizirajte vrijeme zadržavanja nakon sferoidizacije kako biste postigli brzo izlijevanje. Sprječavanje ogrubljivanja (ključno za održavanje ravnoteže između učinkovite nukleacije i magnezija): Korištenje učinkovitih tehnika kasne faze inkubacije protiv starenja (kao što je inokulacija protokom i inokulacija plijesni) za kontinuirano dobivanje svježih jezgri jezgre najučinkovitiji je način za suzbijanje propadanja i pročišćavanje grafita. Izbjegavanje slijepog povećanja sadržaja zaostalog magnezija radi "osiguranja" je divergentan put prema skupljanju, uključivanju troske i ogrubljivanju grafita. Za debele i velike presjeke potrebno je sveobuhvatno optimizirati dizajn ekvivalenta ugljika i uvjete hlađenja. Ukratko, "stabiliziranje sumpora, kontroliranje magnezija (umjereno), brzo izlijevanje i jaka naknadna inokulacija" ključni su kriteriji procesa za dobivanje visokokvalitetne strukture nodularnog željeza uz izbjegavanje cvjetanja i grubljanja grafita.