Који су ефекти високог и ниског резидуалног магнезијума на прекомерни пречник графита и дефекте цветања графита у дуктилном гвожђу

Садржај преосталог магнезијума у ​​производњи нодуларног гвожђа треба прецизно контролисати у оквиру „оптималног распона прозора“ (обично око 0,04% -0,055%, у зависности од састава и процеса). Одступање од овог опсега, било превисоко или прениско, може изазвати погоршање морфологије графита, али манифестација и основни механизам су потпуно другачији.

1、 Утицај ниског садржаја заосталог магнезијума је да је садржај заосталог магнезијума нижи од минималне критичне вредности потребне за сфероидизацију (углавном око 0,03% -0,035%), што је најдиректнији и фундаментални разлог за дефекте цветања графита, а утицај на пречник графита је секундаран. Основни механизам одлучујућег утицаја на цветање графита је да је основна улога магнезијумског елемента да адсорбује на површини кристала раста графита, потисне његову слојевиту природу раста, форсира његов изотропни раст и тако формира сферни облик. Када је садржај преосталог магнезијума недовољан, овај ефекат адсорпције и инхибиције не успева у каснијој фази раста графита, посебно у касној фази еутектичког очвршћавања. Формирање дефеката: Неограничени графит ће вратити свој брз и нестабилан начин раста, узрокујући да се већ формирани сферични графит пукне и деформише, што резултира удубљењем изнутра и пуцањем или ивицама попут корала, што је типичан „цветајући графит“. Ово указује да је сфероидизација у суштини пропала. Индиректни ефекат на пречник графита: У локалним областима где је резидуални магнезијум на ивици недовољног, али није у потпуности пропао, смањење ефективних нуклеационих језгара може резултирати повећањем малог броја заосталих графитних сфера. Међутим, истакнутија карактеристика у овом случају је појава велике количине несферичног графита (као црв, цвет), а једноставна грубост графита није његова главна манифестација. ·Уобичајени узрок ниског резидуалног магнезијума је висок садржај сумпора у првобитном растопљеном гвожђу, које троши превише магнезијума. Недовољно израчунавање количине додатог сфероидизирајућег агенса или ниска стопа апсорпције реакције. После третмана сфероидизације, време задржавања растопљеног гвожђа је предуго, а магнезијум се озбиљно разграђује. У растопљеном гвожђу постоје јаки ометајући елементи као што су олово и бизмут, који неутралишу ефекат сфероидизације магнезијума. Резиме: Низак резидуални магнезијум доводи до губитка способности сфероидизације и директно промовише цветање графита.

2、 Утицај прекомерног резидуалног садржаја магнезијума је значајно већи од оптималног опсега (као што је прекорачење 0,06% -0,07%), углавном не доводи до цветања, већ низом индиректних ефеката, постаје важан фактор у промовисању прекомерног (крупног) пречника графита, праћен другим озбиљним дефектима ливења. Механизам индиректне промоције за пречник графита који је превелик (груб) је да ослаби ефекат инкубације и смањи језгро нуклеације. Магнезијум је јак елемент против графитизације (бељења). Прекомерни резидуални магнезијум ће значајно повећати тенденцију прехлађења растопљеног гвожђа. Ово отежава стабилно функционисање хетерогеног језгра које обезбеђују конвенционални инокуланти феросилицијума, што доводи до погоршања „инкубационог одговора“. Директна последица је смањење броја сферних језгара графита. Под претпоставком константног укупног садржаја угљеника, што је мање језгара, то је већа величина до које свака графитна куглица може нарасти, формирајући тако грубе, али могуће и даље релативно округле графитне куглице. Механизам 2: Изазива неодговарајућа прилагођавања процеса. Да би се супротставили склоности беле изазваној високим садржајем магнезијума, оператери могу бити приморани да повећају еквивалент угљеника (нарочито садржај силицијума) или да се подвргну прекомерној инкубацији. У условима високог еквивалента угљеника, посебно када је хлађење дебелих и великих пресека споро, обезбеђује повољне услове за грубљи раст графита. Магнезијум, који има велики потенцијални утицај на морфологију графита, може изазвати смањење заобљености графитних сфера, што олакшава производњу грудастог или неправилног графита, али обично не формира директно типичне експлозивне цветове. Ризик од укључивања шљаке се драматично повећао због других озбиљних проблема у процесу: вишак магнезијума је склон да реагује са кисеоником и сумпором да би створио шљаку као што су МгО и МгС, која се може уваљати у одливке и формирати дефекте укључивања шљаке. Интензивирање тенденције скупљања: Висок ниво магнезијума проширује опсег очвршћавања пасте попут течности гвожђа, отежава допуну скупљања, значајно повећава склоност микро скупљању и озбиљно утиче на густину одливака. Смањена ликвидност и повећана контракција.

Резиме: Прекомерни резидуални магнезијум индиректно доводи до грубости графита кроз „инхибирање нуклеације и смањење броја сфера“, и доноси низ малигних нежељених ефеката као што су укључивање шљаке и скупљање.

3、 Утицај преосталог магнезијума „одговарајући, али у опадању“ је најчешћи сценарио који се среће у стварној производњи, што доводи до превеликог пречника графита. Открива важност динамичких промена у "ефикасном садржају магнезијума". Полазна тачка: На крају третмана сфероидизације, резидуални магнезијум је у оптималном опсегу, потпуно је негован, а графитне куглице су мале, округле и у изобиљу. Процес опадања: Од завршетка третмана до очвршћавања ливења, растопљено гвожђе се подвргава задржавању, што доводи до "опадања сфероидизације" (елемент магнезијума сагорева и плута) и "опада инкубације" (растварање или неуспех нуклеационог језгра). · Механизам формирања дефекта: Ефективни резидуални садржај магнезијума постепено се смањује, а ограничење раста графита слаби. Број ефективних нуклеационих језгара се временом смањује. Ефекат суперпозиције два: пре него што преостали магнезијум достигне „критичну тачку“ која изазива цветање, преостале графитне сфере ће наставити да расту под условима смањених ограничења и довољних извора угљеника, на крају формирајући графит грубе величине, али и даље прихватљиве морфологије (као што је степен 6 или чак и грубљи). Ако се пад настави, клизиће ка лошој сфероидизацији и цветању.

Основни циљ коначног резимеа практичних упутстава није само да контролише преостали магнезијум на циљној вредности, већ и да обезбеди његову ефикасност и стабилност током целог процеса сипања. Спречавање цветања (кључно је спречити низак ниво магнезијума): Строго смањите и стабилизујте садржај сумпора у оригиналном растопљеном гвожђу. Обезбедите довољно и тачно додавање агенса за сфероидизацију. Минимизирајте време задржавања након сфероидизације да бисте постигли брзо изливање. Спречавање грубости (кључ за одржавање равнотеже између ефикасне нуклеације и магнезијума): Коришћење ефикасних техника инкубације у касној фази против старења (као што је инокулација протока и инокулација у калупу) за континуирано обезбеђивање свежег језгра је најефикаснији начин за сузбијање распадања и пречишћавање графита. Избегавање слепог повећања садржаја преосталог магнезијума ради „осигурања“ је дивергентан пут ка скупљању, укључивању шљаке и грубости графита. За дебеле и велике пресеке, неопходно је свеобухватно оптимизовати дизајн еквивалентног угљеника и услове хлађења. Укратко, „стабилизујући сумпор, контролисање магнезијума (умерено), брзо изливање и јака пост инокулација“ су кључни критеријуми процеса за добијање висококвалитетне структуре нодуларног гвожђа уз избегавање цветања и грубости графита.