Hva er effekten av høy og lav rest av magnesium på overdreven grafittdiameter og grafittblomstrende defekter i duktilt jern

Resterende magnesiuminnhold i seigjernproduksjon må kontrolleres nøyaktig innenfor et "optimalt vindusområde" (vanligvis rundt 0,04 % -0,055 %, avhengig av sammensetning og prosess). Avvik fra dette området, enten det er for høyt eller for lavt, kan føre til forringelse av grafittmorfologien, men manifestasjonen og den grunnleggende mekanismen er helt annerledes.

1、 Virkningen av lavt restmagnesiuminnhold er at restmagnesiuminnholdet er lavere enn den minste kritiske verdien som kreves for sfæroidisering (vanligvis ca. 0,03% -0,035%), som er den mest direkte og grunnleggende årsaken til grafittblomstringsdefekter, og innvirkningen på grafittdiameteren er sekundær. Den grunnleggende mekanismen for den avgjørende innflytelsen på grafittblomstring er at kjernerollen til magnesiumelementet er å adsorbere på krystalloverflaten til grafittvekst, undertrykke dens lagdelte vekstnatur, tvinge dens isotrope vekst, og dermed danne en sfærisk form. Når det resterende magnesiuminnholdet er utilstrekkelig, svikter denne adsorpsjons- og inhiberingseffekten i det senere stadiet av grafittvekst, spesielt i det sene stadiet av eutektisk størkning. Defektdannelse: Ubegrenset grafitt vil gjenopprette sin raske og ustabile vekstmodus, noe som får den allerede dannede sfæriske grafitten til å briste og deformeres, noe som resulterer i uthuling på innsiden og sprengning eller koralllignende kanter, som er en typisk "blomstrende grafitt". Dette indikerer at sfæroidisering i hovedsak har mislyktes. Den indirekte effekten på grafittdiameter: I de lokale områdene hvor restmagnesium er på grensen til utilstrekkelig, men ikke har sviktet fullstendig, kan reduksjonen av effektive kjernedannelseskjerner føre til at et lite antall gjenværende grafittkuler vokser seg større. Imidlertid er det mer fremtredende trekk i dette tilfellet utseendet til en stor mengde ikke-sfærisk grafitt (ormlignende, blomsterlignende), og den enkle grovheten til grafitt er ikke dens viktigste manifestasjon. ·Den vanlige årsaken til lavt magnesiuminnhold er det høye svovelinnholdet i det originale smeltede jernet, som bruker for mye magnesium. Utilstrekkelig beregning av tilsatt mengde kuleformig middel eller lav reaksjonsabsorpsjonshastighet. Etter sfæroidiseringsbehandling er oppholdstiden for smeltet jern for lang, og magnesium brytes alvorlig ned. Det er sterke forstyrrende elementer som bly og vismut i det smeltede jernet, som nøytraliserer sfæroidiseringseffekten av magnesium. Sammendrag: Lavt magnesiumrester fører til tap av sfæroidiseringsevne og fremmer direkte grafittblomstring.

2、 Virkningen av for høyt restmagnesiuminnhold er betydelig høyere enn det optimale området (som overskridelse av 0,06% -0,07%), noe som hovedsakelig ikke fører til blomstring, men gjennom en rekke indirekte effekter, og blir en viktig faktor for å fremme overdreven (grov) grafittdiameter, ledsaget av andre alvorlige støpefeil. Den indirekte fremmemekanismen for grafittdiameter som er for stor (grov) er å svekke inkubasjonseffekten og redusere kjernedannelseskjernen. Magnesium er et sterkt antigrafitiseringselement (bleking). For mye magnesiumrester vil øke underkjølingstendensen til smeltet jern betydelig. Dette gjør det vanskelig for den heterogene kjernen tilveiebrakt av konvensjonelle ferrosilisiumpodemidler å fungere stabilt, noe som resulterer i en forverring av "inkubasjonsresponsen". Den direkte konsekvensen er en reduksjon i antall sfæriske grafittkjerner. Under forutsetningen om konstant totalt karboninnhold, jo færre kjerner det er, desto større størrelse kan hver grafittkule vokse til, og dermed danne grove, men muligens fortsatt relativt runde grafittkuler. Mekanisme 2: Forårsaker upassende prosessjusteringer. For å motvirke den hvite tendensen forårsaket av høyt magnesium, kan operatører bli tvunget til å øke karbonekvivalenten (spesielt silisiuminnhold) eller gjennomgå overdreven inkubering. Under forhold med høye karbonekvivalenter, spesielt når avkjølingen av tykke og store seksjoner er langsom, gir det gunstige forhold for forgrovning av grafitt. Magnesium, som har en høy potensiell innvirkning på grafittens morfologi, kan forårsake en reduksjon i rundheten til grafittkuler, noe som gjør det lettere å produsere klumpete eller uregelmessig grafitt, men det danner vanligvis ikke direkte typiske eksplosive oppblomstringer. Risikoen for inkludering av slagg har økt dramatisk på grunn av andre alvorlige prosessproblemer: overflødig magnesium er tilbøyelig til å reagere med oksygen og svovel for å generere slagg som MgO og MgS, som kan rulles inn i støpegods og danne slagginklusjonsdefekter. Intensifiserende krympingstendens: Høyt magnesium utvider størkningsområdet til pastaen som jernvæske, hindrer krympingstilskudd, øker mikrokrympingstendensen betydelig og påvirker tettheten til støpegods alvorlig. Redusert likviditet og økt sammentrekning.

Oppsummering: For mye magnesiumrester fører indirekte til at grafitt blir grovere gjennom å "hemme kjernedannelse og redusere antall kuler", og medfører en rekke ondartede bivirkninger som slagg-inkludering og krymping.

3、 Virkningen av gjenværende magnesium "passende, men avtagende" er det vanligste scenariet man møter i faktisk produksjon, noe som fører til for stor grafittdiameter. Den avslører viktigheten av dynamiske endringer i "effektivt magnesiuminnhold". Utgangspunkt: Ved slutten av sfæroidiseringsbehandlingen er restmagnesium i det optimale området, fullt pleiet, og grafittkulene er små, runde og rikelig. Nedgangsprosess: Fra ferdigstillelse av behandlingen til størkning av støping, gjennomgår det smeltede jern retensjon, noe som resulterer i "sfæroidiseringsreduksjon" (magnesiumelementet brenner og flyter) og "inkubasjonsnedgang" (oppløsning eller svikt i kjernekjerne). ·Defektdannelsesmekanisme: Det effektive restmagnesiuminnholdet avtar gradvis, og begrensningen på grafittvekst svekkes. Antallet effektive kjernedannelseskjerner avtar over tid. Superposisjonseffekten av de to: Før det resterende magnesiumet når det "kritiske punktet" som forårsaker blomstring, vil de gjenværende grafittkulene fortsette å vokse under forhold med reduserte begrensninger og tilstrekkelige karbonkilder, og til slutt danne grafitt med grov størrelse, men fortsatt akseptabel morfologi (som grad 6 eller enda grovere). Hvis nedgangen fortsetter, vil den gli mot dårlig sfæroidisering og blomstring.

Hovedmålet med det endelige praktiske veiledningssammendraget er ikke bare å kontrollere restmagnesium til målverdien, men også å sikre effektiviteten og stabiliteten gjennom hele skjenkeprosessen. Forhindre blomstring (nøkkelen er å forhindre lavt magnesium): Reduser og stabiliser svovelinnholdet i det opprinnelige smeltede jernet strengt. Sørg for tilstrekkelig og nøyaktig tilsetning av sfæroidiseringsmiddel. Minimer oppholdstiden etter sfæroidisering for å oppnå rask helling. Forebygging av forgrovning (nøkkelen til å opprettholde en balanse mellom effektiv kjernedannelse og magnesium): Bruk av effektive og antialdrende inkubasjonsteknikker på sent stadium (som flytinokulering og mugginokulering) for kontinuerlig å tilveiebringe ferske kjernedannelseskjerner er den mest effektive måten å motvirke forfall og foredle grafitt. Å unngå blindt økende restmagnesiuminnhold av hensyn til "forsikring" er en divergerende vei mot krymping, slagginkludering og grafittgrovning. For tykke og store seksjoner er det nødvendig å optimalisere den karbonekvivalente designen og kjøleforholdene. Kort sagt, "stabilisering av svovel, kontroll av magnesium (moderat), rask helling og sterk postinokulering" er viktige prosesskriterier for å oppnå høykvalitets duktil jernstruktur samtidig som man unngår grafittblomstring og forgrovning.