Hvad er virkningerne af høj og lav resterende magnesium på for stor grafitdiameter og grafitblomstrende defekter i duktilt jern

Det resterende magnesiumindhold i duktilt jernproduktion skal kontrolleres præcist inden for et "optimalt vinduesområde" (normalt omkring 0,04% -0,055%, afhængigt af sammensætningen og processen). Afvigelse fra dette område, uanset om det er for højt eller for lavt, kan forårsage forringelse af grafitmorfologien, men manifestationen og den grundlæggende mekanisme er helt anderledes.

1、 Virkningen af ​​lavt resterende magnesiumindhold er, at det resterende magnesiumindhold er lavere end den minimale kritiske værdi, der kræves for sfæroidisering (generelt omkring 0,03% -0,035%), hvilket er den mest direkte og grundlæggende årsag til grafitblomstringsdefekter, og påvirkningen på grafitdiameteren er sekundær. Den grundlæggende mekanisme for den afgørende indflydelse på grafitblomstring er, at magnesiumelementets kernerolle er at adsorbere på krystaloverfladen af ​​grafitvækst, undertrykke dens lagdelte vækstkarakter, tvinge dens isotrope vækst og dermed danne en sfærisk form. Når det resterende magnesiumindhold er utilstrækkeligt, svigter denne adsorptions- og inhiberingseffekt i det senere stadium af grafitvækst, især i det sene stadium af eutektisk størkning. Defektdannelse: Ubegrænset grafit vil genoprette sin hurtige og ustabile væksttilstand, hvilket får den allerede dannede sfæriske grafit til at briste og deformere, hvilket resulterer i udhulning indvendigt og sprængning eller korallignende kanter, som er en typisk "blomstrende grafit". Dette indikerer, at sfæroidisering i det væsentlige har fejlet. Den indirekte effekt på grafitdiameteren: I de lokale områder, hvor resterende magnesium er på grænsen til utilstrækkelig, men ikke helt har svigtet, kan reduktionen af ​​effektive nukleationskerner resultere i, at et lille antal resterende grafitkugler vokser sig større. Det mere fremtrædende træk i dette tilfælde er imidlertid udseendet af en stor mængde ikke-sfærisk grafit (ormelignende, blomsterlignende), og den simple grovhed af grafit er ikke dens vigtigste manifestation. ·Den almindelige årsag til lavt resterende magnesium er det høje svovlindhold i det originale smeltede jern, som forbruger for meget magnesium. Utilstrækkelig beregning af mængden af ​​tilsat sfæroidiseringsmiddel eller lav reaktionsabsorptionshastighed. Efter sfæroidiseringsbehandling er opholdstiden for smeltet jern for lang, og magnesium nedbrydes alvorligt. Der er stærke forstyrrende elementer som bly og vismut i det smeltede jern, som neutraliserer sfæroidiseringseffekten af ​​magnesium. Sammenfatning: Lavt resterende magnesium fører til tab af sfæroidiseringsevne og fremmer direkte grafitblomstring.

2、 Virkningen af ​​for højt restmagnesiumindhold er væsentligt højere end det optimale område (såsom overskridelse af 0,06% -0,07%), hvilket hovedsageligt ikke fører til blomstring, men gennem en række indirekte virkninger, der bliver en vigtig faktor til at fremme for stor (grov) grafitdiameter, ledsaget af andre alvorlige støbefejl. Den indirekte fremmemekanisme for grafitdiameter, der er for stor (grov), er at svække inkubationseffekten og reducere nukleationskernen. Magnesium er et stærkt anti-grafitiserings- (blegnings-) element. For meget resterende magnesium vil øge smeltet jerns underafkølingstendens betydeligt. Dette gør det vanskeligt for den heterogene kerne, der tilvejebringes af konventionelle ferrosiliciumpodemidler, at fungere stabilt, hvilket resulterer i en forringelse af "inkubationsresponset". Den direkte konsekvens er en reduktion i antallet af grafit sfæriske kerner. Under forudsætningen om konstant totalt kulstofindhold, jo færre kerner der er, jo større størrelse kan hver grafitkugle vokse til, og dermed danne grove, men muligvis stadig relativt runde grafitkugler. Mekanisme 2: Forårsager uhensigtsmæssige procesjusteringer. For at modvirke den hvide tendens forårsaget af højt magnesiumindhold, kan operatører blive tvunget til at øge kulstofækvivalenter (især siliciumindhold) eller gennemgå overdreven inkubation. Under forhold med høj kulstofækvivalent, især når afkølingen af ​​tykke og store sektioner er langsom, giver det gunstige betingelser for groft vækst af grafit. Magnesium, som har en høj potentiel indvirkning på grafits morfologi, kan forårsage et fald i rundheden af ​​grafitkugler, hvilket gør det lettere at producere klumpet eller uregelmæssig grafit, men det danner normalt ikke direkte typiske eksplosive opblomstringer. Risikoen for slaggeindeslutning er steget dramatisk på grund af andre alvorlige procesproblemer: overskydende magnesium er tilbøjelig til at reagere med ilt og svovl for at danne slagger såsom MgO og MgS, som kan rulles ind i støbegods og danne slaggedefekter. Intensificerende krympningstendens: Højt magnesium udvider pastaens størkningsområde ligesom jernvæske, hindrer krympningstilskud, øger mikrokrympningstendensen betydeligt og påvirker i alvorlig grad tætheden af ​​støbegods. Nedsat likviditet og øget kontraktion.

Resumé: Overdreven resterende magnesium fører indirekte til, at grafit bliver groft gennem "inhibering af kernedannelse og reduktion af antallet af sfærer", og medfører en række ondartede bivirkninger såsom slaggeinklusion og svind.

3、 Virkningen af ​​resterende magnesium "passende, men aftagende" er det mest almindelige scenario, man støder på i den faktiske produktion, hvilket fører til for stor grafitdiameter. Det afslører vigtigheden af ​​dynamiske ændringer i "effektivt magnesiumindhold". Udgangspunkt: Ved afslutningen af ​​sfæroidiseringsbehandlingen er resterende magnesium i det optimale område, fuldt plejet, og grafitkugler er små, runde og rigelige. Nedgangsproces: Fra afslutningen af ​​behandlingen til størkningen af ​​støbningen gennemgår det smeltede jern tilbageholdelse, hvilket resulterer i "sfæroidiseringsfald" (magnesiumelementets brænding og flydende) og "inkubationsnedgang" (nukleationskernens opløsning eller svigt). ·Defektdannelsesmekanisme: Det effektive resterende magnesiumindhold falder gradvist, og begrænsningen på grafitvækst svækkes. Antallet af effektive nukleationskerner falder over tid. Superpositionseffekten af ​​de to: Før det resterende magnesium når det "kritiske punkt", der forårsager blomstring, vil de resterende grafitkugler fortsætte med at vokse under forhold med reducerede begrænsninger og tilstrækkelige kulstofkilder, og i sidste ende danne grafit med grov størrelse, men stadig acceptabel morfologi (såsom grad 6 eller endda grovere). Hvis faldet fortsætter, vil det glide mod dårlig sfæroidisering og blomstring.

Kerneformålet med det endelige praktiske vejledningsresumé er ikke kun at kontrollere resterende magnesium ved målværdien, men også at sikre dets effektivitet og stabilitet gennem hele hældeprocessen. Forebyggelse af blomstring (nøgle er at forhindre lavt magnesiumindhold): Reducer og stabiliser strengt svovlindholdet i det originale smeltede jern. Sørg for tilstrækkelig og nøjagtig tilsætning af sfæroidiseringsmiddel. Minimer opholdstiden efter sfæroidisering for at opnå hurtig hældning. Forebyggelse af grovdannelse (nøgle til at opretholde en balance mellem effektiv nukleation og magnesium): Brug af effektive og anti-ældnings inkubationsteknikker på det sene stadium (såsom flow-podning og i skimmelpodning) til kontinuerligt at levere friske nukleationskerner er den mest effektive måde at modvirke henfald og forfine grafit. At undgå blindt stigende restmagnesiumindhold af hensyn til "forsikring" er en divergerende vej mod krympning, slaggeinklusion og grafitgrovning. For tykke og store sektioner er det nødvendigt omfattende at optimere det kulstofækvivalente design og kølebetingelser. Kort sagt er "stabilisering af svovl, kontrol af magnesium (moderat), hurtig udhældning og stærk efterpodning" nøgleproceskriterier for at opnå højkvalitets duktilt jernstruktur og samtidig undgå grafitblomstring og groft.