Aumente el contenido de ferrita del hierro dúctil

Hora de publicación: 06 / 27 2021 Autor: Editor del sitio Visita: 10951

Los estudios han demostrado que las diferentes estructuras de matriz tienen un mayor impacto en la tenacidad al impacto a baja temperatura a diferentes temperaturas, y el hierro dúctil ferrítico con mayor plasticidad puede obtener indicadores de tenacidad al impacto más altos.

4.1.1 Composición química

Reducir los elementos que favorecen o estabilizan la formación de perlita, tales como: Mn, V, Zr, Nb, Ti, Cr, Mo, W, Cu, Pb, Sb y otros elementos. Entre ellos, dos elementos dignos de mención, uno es el manganeso, que es bueno para el grafito esferoidal. La tenacidad al impacto y la temperatura de transición frágil del hierro fundido tienen un efecto particularmente adverso. Cada aumento del 0.1% del contenido de manganeso aumentará la temperatura de transición frágil del hierro dúctil en 10 ℃ ～ 12 ℃. Por lo tanto, intente elegir arrabio y chatarra de acero con bajo contenido de manganeso como materias primas; El elemento es Cu. Aunque es un elemento neutro, el efecto de aumentar el contenido de perlita no es obvio, pero con el aumento del contenido de Cu, la temperatura de transición frágil del hierro dúctil aumenta y la tenacidad al impacto también disminuye.

Incrementar adecuadamente los elementos formadores de ferrita, tales como: C, Si, Ca, Ba, Al, Bi y otros elementos. Entre ellos, cabe mencionar el elemento Si. Como todos sabemos, el Si es un elemento que promueve fuertemente la grafitización y es beneficioso para aumentar el contenido de ferrita. , Pero el contenido de Si aumenta, la tenacidad al impacto se reduce obviamente, la temperatura de transición frágil aumenta en 5.5 ℃ ～ 6 ℃ cada vez que el contenido de Si aumenta en un 01.%, y el hierro dúctil con un contenido de Si de aproximadamente 4% tiene todas las matriz de ferrita, pero la fragilidad es muy alta, incluso a temperatura ambiente, es difícil de usar en condiciones de carga de impacto. Por lo tanto, el contenido de Si en el hierro dúctil con requisitos de rendimiento de impacto a baja temperatura se controla generalmente en 1.6-2.0%.

4.1.2 Reducir la velocidad de enfriamiento de las piezas fundidas junto con el molde.

Para una determinada composición de hierro dúctil, cambiar la velocidad de enfriamiento de la etapa eutéctica puede cambiar su estructura de matriz en un rango mayor. Es decir, cuanto más lenta es la velocidad de enfriamiento de la fundición, mayor es el contenido de ferrita en la estructura de la matriz y más gruesa es la fundición. Cuanto más lenta sea la velocidad de enfriamiento, mayor será el contenido de ferrita. Sin embargo, es necesario evitar la aparición de granos de cristal gruesos y bolas de grafito; diferentes materiales de moldeo tienen diferente conductividad térmica, lo que resulta en diferentes velocidades de enfriamiento de las piezas fundidas. Se debe usar arena seca o arena de resina para modelar materiales con conducción de calor lenta, y el grosor del molde se debe relajar adecuadamente. (Comúnmente conocido como aumentar la cantidad de arena ingerida), trate de reducir o eliminar el uso de hierro frío. Para piezas de paredes delgadas, aumente adecuadamente la temperatura de fundición para reducir la velocidad de enfriamiento de las piezas de fundición y extienda el tiempo de desembalaje tanto como sea posible. Si es posible, las piezas fundidas se pueden concentrar. Colóquelo para ralentizar la disipación de calor.

4.1.3 Tratamiento térmico

Se puede ver en la Figura 4 y la Figura 5 que después del proceso de tratamiento térmico, el contenido de ferrita aumenta, el alargamiento y la tenacidad al impacto mejoran enormemente, y algunos elementos se pueden difundir a alta temperatura a través del tratamiento de recocido y la fundición. matriz La red cristalina de la estructura se vuelve más fina y el grano se refina, y la cantidad y el rendimiento de la ferrita mejoran de manera estable. Al mismo tiempo, mediante el método de tratamiento térmico, los estrictos requisitos para algunos elementos en las materias primas y auxiliares se pueden relajar adecuadamente. Para piezas de fundición pequeñas y medianas que no cumplan con los requisitos, se pueden utilizar medidas de tratamiento térmico para el maquillaje.

4.2 Refinar granos y aumentar el número de racimos eutécticos

A medida que aumenta el tamaño de grano del material, la tensión de fractura del material disminuye significativamente. Cuando el tamaño de grano es mayor que un cierto tamaño crítico, se produce una fractura frágil. Refinar y reducir el tamaño de grano puede reducir la temperatura de transición frágil, aumentando así el índice de tenacidad al impacto a baja temperatura del hierro dúctil.

4.2.1 Proceso de fundición de hierro fundido sintético

Utilizando chatarra de acero y hierro dúctil vuelto a cocer como materias primas principales, utilizando grafito para aumentar el C, ferrosilicio o carburo de silicio para aumentar el Si para fundir el hierro dúctil. Dado que el punto de fusión de C y Si es más alto que la temperatura del hierro fundido, ingresan al hierro fundido principalmente por difusión y disolución. Hay una gran cantidad de cristalitos [C] en el hierro fundido, que son preeutectoides o eutécticos. El grafito es un buen sustrato de nucleación extraño, que favorece el refinamiento del grano.

4.2.2 Nacimientos múltiples

La esencia de la inoculación es desoxidar y desulfurar para formar granos de cristales extraños. Su propósito es aumentar la capacidad de nucleación del grafito, refinar los granos de cristal, aumentar el número de bolas de grafito y aumentar el contenido de ferrita. Después de tres incubaciones, especialmente 0.3 ± 1 mm en el proceso de fundición. El inoculante que contiene Ba para inoculación instantánea, aunque el volumen de inoculación es pequeño, el efecto de inoculación es significativo.

4.3 Purificar el hierro fundido, reducir la escoria y las inclusiones dentro y entre los granos

Las fracturas materiales son a menudo fracturas transgranulares o intergranulares. Hay inclusiones o inclusiones dentro o entre los granos del material, que debilitan la fuerza de unión del material. Bajo la acción de la carga de impacto, a menudo forma la fuente de grietas o la ruta de propagación de grietas. Reducir la resistencia al impacto a baja temperatura del material.

4.3.1 Pretratamiento de hierro fundido

4.3.1.1 Tratamiento de desoxidación y desulfuración

Para los fabricantes que utilizan fundición dúplex con circuito de cubilote, pueden adoptar el método de sacudida o el método de desulfuración neumática para la desulfuración para reducir el contenido de azufre en el hierro fundido original a menos del 0.02%. Sin embargo, el agente de desulfuración que se utiliza actualmente es en gran parte CaO o CaC2. Este tipo de desulfurante tiene poca capacidad desoxidante, y es mejor ayudar adecuadamente a algunos elementos desoxidantes como Ca, Ba, Al y otros elementos. Para la fundición directa mediante hornos eléctricos, también es necesario desoxidar y desulfurar el hierro fundido.

4.3.1.2 Sobrecalentamiento y reposo del hierro fundido

El aumento de la temperatura de fusión del hierro fundido puede hacer que las inclusiones en las materias primas, así como la escoria y las inclusiones formadas durante el proceso de fundición, floten hacia el hierro fundido.

En la superficie, especialmente para el uso del proceso de recarburación de chatarra de acero, es necesario aumentar adecuadamente la temperatura de fusión ≥ 1500 ℃ y aumentar el tiempo de retención, de lo contrario, el carbono no se puede disolver completamente en el hierro fundido y formar inclusiones de escoria. El hierro fundido esferoidizado se deja reposar durante 1 a 3 minutos, lo que favorece la flotación de los óxidos y sulfuros de metales activos como Mg, Ba, Al y Fe, purificando así el hierro fundido.

4.3.1.3 Cobertura múltiple y remoción frecuente de escoria

Una mayor cobertura favorece el proceso de fundición, lo que reduce el tiempo de contacto entre el hierro fundido y el aire durante el proceso de fundición y reduce el contenido de oxígeno en el hierro fundido; La eliminación frecuente de la escoria conduce a la acumulación de óxidos y sulfuros residuales formados durante el proceso de fundición o proceso de esferoidización, para separar el hierro de la escoria y garantizar que el hierro fundido antes de entrar en la cavidad esté bien purificado.

4.3.1.4 Filtración de hierro líquido

En combinación con el sistema de colada, se instala una bolsa de escoria con un filtro en el molde o en el molde, una es para evitar el paso de escoria sólida y líquida; el otro es beneficiar al hierro

El líquido se inyecta suavemente en la cavidad para reducir la formación de escoria de oxidación secundaria; el tercero es hacer flotar un poco de recogida de escoria en la bolsa de escoria para minimizar la entrada de escoria primaria en la cavidad.

4.4 Reducir los elementos de segregación del límite de grano

Mn, Sb, Sn, As, Ti y otros elementos son elementos de segregación del límite de grano, por lo que su contenido debe reducirse tanto como sea posible.

4.5 Reducir los elementos formadores de óxidos y sulfuros

Ca, Ba, Al, Mg, los elementos de tierras raras son fáciles de formar óxidos y sulfuros, por lo que su contenido debe reducirse tanto como sea posible.

4.6 Nodulizante e inoculante especial

El agente esferoidizante y el inoculante utilizados para producir hierro dúctil resistente a impactos a baja temperatura deben prestar atención a los siguientes tres principios

Uno es: efecto de esferoidización e inoculación de alta estabilidad: este aspecto depende de la estabilidad de la composición del propio agente esferoidizante, el rango de desviación de los elementos principales como Mg, Re, Ca, Ba, etc.debe ser menor que ± 0.3 %; por otro lado, el hierro fundido La estabilidad de la calidad, como la temperatura de extracción del hierro, la estabilidad del contenido de S y O; el tercero es la estabilidad del proceso de operación, como el control de la velocidad de golpeteo de la plancha y la posición de extracción de la plancha, para evitar que la plancha sea demasiado lenta para hacer que el hierro fundido entre directamente en el nodulizador.
El segundo es: fuerte capacidad de entintado, Mg y Re son los principales elementos esferoidizantes, y también son fuertes elementos formadores de boca blanca. Debe ser principalmente Mg, complementado con el elemento Re, y coincidir razonablemente con Ca, Ba, Bi y otros elementos con una gran capacidad de entintado.
La tercera es: menor capacidad de formación de escoria, por un lado, se debe minimizar el contenido de escoria en el nodulizador y el inoculante, como MgO, óxidos de tierras raras y otras escorias extrañas. Al mismo tiempo, el contenido de Ca y Ba en el agente esferoidizante y el inoculante debe ser moderado, porque tienen una fuerte capacidad de formación de escoria.

5. La resolución de un par de contradicciones

El contenido y la cantidad de Mg, Re, Ca, Ba y otros elementos en el agente esferoidizante y el inoculante están en contradicción con el efecto esferoidizante y el rendimiento de impacto a baja temperatura. La adición de Mg, Re, Ca, Ba y otros elementos en el hierro fundido es excesiva, hará que el contenido de hierro fundido residual de los elementos anteriores sea mayor, y la escoria de oxidación y sulfuración más alta afectará inevitablemente el rendimiento del impacto. Sin embargo, no debe dejar de comer debido a la asfixia. Si los elementos anteriores son demasiado bajos, también afectará el efecto de esferoidización y el tejido de la matriz, y el efecto no se logrará. De acuerdo con la calidad del hierro fundido, el tamaño de la fundición, la forma, el grosor de la pared, el tiempo de vertido y otras condiciones, seleccione el agente esferoidizante especial, el inoculante y las medidas del proceso de soporte adecuados.

6. Conclusión

En general, siempre que la calidad metalúrgica del hierro fundido esté bien controlada, se debe controlar el contenido de C, Si, Mn, Ca, Ba, Re y otros elementos, y se debe reducir el contenido de otros elementos tanto como sea posible. posible. Deben seleccionarse nodulizadores, inoculantes e instalaciones de apoyo especiales. Artesanía, estricto proceso tecnológico, métodos de prueba perfectos de varios parámetros. Por lo tanto, no es muy difícil producir de manera estable piezas fundidas de hierro dúctil resistentes a impactos a baja temperatura.

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