Augmenter la teneur en ferrite de la fonte ductile

Des études ont montré que différentes structures matricielles ont un impact plus important sur la résistance aux chocs à basse température à différentes températures, et la fonte ductile ferritique avec une plasticité plus élevée peut obtenir des indicateurs de résistance aux chocs plus élevés

4.1.1 Composition chimique

Réduit les éléments qui favorisent ou stabilisent la formation de perlite, tels que : Mn, V, Zr, Nb, Ti, Cr, Mo, W, Cu, Pb, Sb et autres éléments. Parmi eux, deux éléments méritent d'être mentionnés, l'un est le manganèse, qui est bon pour le graphite sphéroïdal. La ténacité aux chocs et la température de transition fragile de la fonte ont un effet particulièrement défavorable. Chaque augmentation de 0.1% de la teneur en manganèse augmentera la température de transition fragile de la fonte ductile de 10℃～12℃. Par conséquent, essayez de choisir la fonte brute et la ferraille à faible teneur en manganèse comme matières premières ; L'élément est Cu. Bien qu'il s'agisse d'un élément neutre, l'effet de l'augmentation de la teneur en perlite n'est pas évident, mais avec l'augmentation de la teneur en Cu, la température de transition fragile de la fonte ductile augmente et la ténacité au choc diminue également.

Augmentez correctement les éléments formant la ferrite, tels que: C, Si, Ca, Ba, Al, Bi et d'autres éléments. Parmi eux, l'élément Si mérite d'être mentionné. Comme nous le savons tous, Si est un élément qui favorise fortement la graphitisation et est bénéfique pour augmenter la teneur en ferrite. , Mais la teneur en Si augmente, la ténacité est évidemment réduite, la température de transition fragile augmente de 5.5 à 6 chaque fois que la teneur en Si augmente de 01,%, et la fonte ductile avec une teneur en Si d'environ 4% a tous les matrice de ferrite, mais la fragilité est très élevée, même à température ambiante, il est difficile à utiliser dans des conditions de charge d'impact. Par conséquent, la teneur en Si dans la fonte ductile avec des exigences de performance d'impact à basse température est généralement contrôlée à 1.6-2.0%.

4.1.2 Réduire la vitesse de refroidissement des pièces moulées avec le moule

Pour une certaine composition de fonte ductile, la modification de la vitesse de refroidissement de l'étage eutectique peut modifier sa structure matricielle dans une plage plus large. C'est-à-dire que plus la vitesse de refroidissement de la coulée est lente, plus la teneur en ferrite dans la structure matricielle est élevée, plus la coulée est épaisse. Plus la vitesse de refroidissement est lente, plus la teneur en ferrite est élevée. Cependant, il est nécessaire d'éviter l'apparition de gros grains de cristal et de billes de graphite ; différents matériaux de moulage ont une conductivité thermique différente, ce qui entraîne des vitesses de refroidissement différentes des pièces moulées. Du sable sec ou du sable de résine doit être utilisé pour modeler les matériaux à conduction thermique lente, et l'épaisseur du moule doit être assouplie de manière appropriée. (Communément appelé augmentation de la quantité de sable consommée), essayez de réduire ou d'éliminer l'utilisation de fer froid. Pour les pièces à parois minces, augmentez de manière appropriée la température de coulée pour ralentir la vitesse de refroidissement des pièces coulées et prolongez le temps de déballage autant que possible. Si possible, les moulages peuvent être concentrés. Placez-le pour ralentir la dissipation de la chaleur.

4.1.3 Traitement thermique

On peut voir sur les figures 4 et 5 qu'après le processus de traitement thermique, la teneur en ferrite est augmentée, l'allongement et la résistance aux chocs sont grandement améliorés, et certains éléments peuvent être diffusés à haute température grâce au traitement de recuit, et la coulée matrice Le réseau cristallin de la structure devient plus fin et le grain est affiné, et la quantité et les performances de la ferrite sont améliorées de manière stable. En même temps, grâce à la méthode de traitement thermique, les exigences sévères pour certains éléments des matières premières et auxiliaires peuvent être assouplies de manière appropriée. Pour les petites et moyennes pièces moulées qui ne répondent pas aux exigences, des mesures de traitement thermique peuvent être utilisées pour le maquillage.

4.2 Affiner les grains et augmenter le nombre d'amas eutectiques

Au fur et à mesure que la taille des grains du matériau augmente, la contrainte de rupture du matériau diminue de manière significative. Lorsque la taille des grains est supérieure à une certaine taille critique, une rupture fragile se produit. Le raffinage et la réduction de la taille des grains peuvent réduire la température de transition fragile, augmentant ainsi l'indice de ténacité aux chocs à basse température de la fonte ductile.

4.2.1 Procédé de fusion de fonte synthétique

Utilisant de la ferraille et de la fonte ductile recuite comme matières premières principales, utilisant du graphite pour augmenter le C, du ferrosilicium ou du carbure de silicium pour augmenter le Si pour fondre la fonte ductile. Étant donné que le point de fusion du C et du Si est supérieur à la température du fer fondu, ils pénètrent dans le fer fondu principalement par diffusion et dissolution. Il existe un grand nombre de cristallites [C] dans le fer fondu, qui sont pré-eutectiques ou eutectiques. Le graphite est un bon substrat de nucléation étrangère, ce qui est propice à l'affinement des grains.

4.2.2 Naissances multiples

L'essence de l'inoculation est de désoxyder et de désulfurer pour former des grains de cristal étrangers. Son but est d'augmenter la capacité de nucléation du graphite, d'affiner les grains de cristal, d'augmenter le nombre de billes de graphite et d'augmenter la teneur en ferrite. Après trois incubations, en particulier 0.3～1mm dans le processus de coulée. L'inoculant contenant du Ba pour l'inoculation instantanée, bien que le volume d'inoculation soit petit, l'effet d'inoculation est significatif.

4.3 Purifier le fer en fusion, réduire les scories et les inclusions à l'intérieur et entre les grains

Les fractures matérielles sont souvent des fractures transgranulaires ou intergranulaires. Il y a des inclusions ou des inclusions à l'intérieur ou entre les grains du matériau, qui affaiblissent la force de liaison du matériau. Sous l'action de la charge d'impact, il constitue souvent la source de fissures ou le chemin de propagation des fissures. Réduire la résistance aux chocs à basse température du matériau.

4.3.1 Prétraitement de la fonte en fusion

4.3.1.1 Traitement de désoxydation et de désulfuration

Pour les fabricants qui utilisent la fusion duplex à circuit cubilot, ils peuvent adopter la méthode d'agitation ou la méthode de désulfuration pneumatique pour la désulfuration afin de réduire la teneur en soufre dans le fer fondu d'origine à moins de 0.02 %. Cependant, l'agent de désulfuration actuellement utilisé est important. Il s'agit en partie de CaO ou de CaC2. Ce type de désulfurant a une faible capacité de désoxydation, et il est préférable d'assister correctement certains éléments désoxydants tels que Ca, Ba, Al et d'autres éléments. Pour la fusion directe à l'aide de fours électriques, il est également nécessaire de désoxyder et de désulfurer le fer en fusion.

4.3.1.2 Surchauffe et stagnation du fer en fusion

L'augmentation de la température de fusion de la fonte en fusion peut faire flotter les inclusions dans les matières premières, ainsi que les scories et les inclusions formées pendant le processus de fusion, vers la fonte en fusion.

En surface, en particulier pour l'utilisation du processus de recarburation de la ferraille, il est nécessaire d'augmenter de manière appropriée la température de fusion 1500 ℃ et d'augmenter le temps de maintien, sinon le carbone ne peut pas être complètement dissous dans le fer en fusion et former des inclusions de scories. Le fer fondu sphéroïdisé est laissé au repos pendant 1 à 3 minutes, ce qui favorise le flottement des oxydes et des sulfures de métaux actifs tels que Mg, Ba, Al et Fe, purifiant ainsi le fer fondu.

4.3.1.3 Couverture multiple et enlèvement fréquent des scories

Une plus grande couverture est propice au processus de fusion, réduisant le temps de contact entre la fonte fondue et l'air pendant le processus de coulée et réduisant la teneur en oxygène dans la fonte fondue ; l'élimination fréquente des scories est propice à l'accumulation d'oxydes et de sulfures résiduels formés pendant le processus de fusion ou le processus de sphéroïdisation, afin de séparer le fer du laitier et de s'assurer que le fer fondu avant d'entrer dans la cavité est bien purifié.

4.3.1.4 Filtration du fer liquide

En combinaison avec le système de coulée, un sac de scories avec un filtre est installé sur le moule ou dans le moule, l'un est d'empêcher le passage des scories solides et liquides ; l'autre est de profiter au fer

Le liquide est injecté en douceur dans la cavité pour réduire la formation de laitier d'oxydation secondaire; la troisième consiste à faire flotter une certaine collection de scories dans le sac de scories pour minimiser l'entrée de scories primaires dans la cavité.

4.4 Réduire les éléments de ségrégation aux joints de grains

Mn, Sb, Sn, As, Ti et d'autres éléments sont des éléments de ségrégation aux joints de grains, leur contenu doit donc être réduit autant que possible.

4.5 Réduire les éléments formant des oxydes et des sulfures

Ca, Ba, Al, Mg, les éléments des terres rares sont faciles à former des oxydes et des sulfures, leur teneur doit donc être réduite autant que possible

4.6 Noduliseur et inoculant spéciaux

L'agent de sphéroïdisation et l'inoculant utilisés pour produire de la fonte ductile résistante aux chocs à basse température doivent prêter attention aux trois principes suivants

• L'un est : effet de sphéroïdisation et d'inoculation hautement stable : cet aspect dépend de la stabilité de la composition de l'agent de sphéroïdisation lui-même, la plage de déviation des principaux éléments tels que Mg, Re, Ca, Ba, etc. doit être inférieure à ± 0.3 % ; d'autre part, le fer fondu La stabilité de la qualité, telle que la température de coulée du fer, la stabilité de la teneur en S et O; le troisième est la stabilité du processus de fonctionnement, tel que le contrôle de la vitesse de taraudage du fer et de la position d'enlèvement du fer, pour empêcher le fer d'être trop lent pour faire entrer le fer en fusion directement dans le noduliseur.
• La seconde est la suivante : forte capacité d'encrage, Mg et Re sont les principaux éléments de sphéroïdisation, et ce sont également de puissants éléments formant une bouche blanche. Il doit être principalement Mg, complété par l'élément Re, et correspondre raisonnablement à Ca, Ba, Bi et à d'autres éléments avec une forte capacité d'encrage.
• Le troisième est : une capacité de formation de scories inférieure, d'une part, la teneur en scories dans le noduliseur et l'inoculant, tel que MgO, oxydes de terres rares et autres scories étrangères, doit être minimisée. Dans le même temps, la teneur en Ca et Ba dans l'agent de sphéroïdisation et l'inoculant doit être modérée, car ils ont une forte capacité de formation de laitier.

5. La résolution d'un couple de contradictions

La teneur et la quantité de Mg, Re, Ca, Ba et d'autres éléments dans l'agent de sphéroïdisation et l'inoculant sont en contradiction avec l'effet de sphéroïdisation et les performances d'impact à basse température. L'ajout de Mg, Re, Ca, Ba et d'autres éléments dans le fer fondu est excessif, augmentera la teneur résiduelle en fer fondu des éléments ci-dessus et les scories d'oxydation et de sulfuration plus élevées affecteront inévitablement les performances d'impact. Cependant, vous ne devriez pas arrêter de manger en raison de l'étouffement. Si les éléments ci-dessus sont trop faibles, cela affectera également l'effet de sphéroïdisation et le tissu matriciel, et l'effet ne sera pas atteint. En fonction de la qualité du fer en fusion, de la taille de la coulée, de la forme, de l'épaisseur de la paroi, du temps de coulée et d'autres conditions, sélectionnez l'agent de sphéroïdisation spécial, l'inoculant et les mesures de traitement de support appropriées.

6. Conclusion

En général, tant que la qualité métallurgique du fer fondu est bien contrôlée, la teneur en C, Si, Mn, Ca, Ba, Re et d'autres éléments doit être contrôlée, et la teneur en autres éléments doit être réduite autant que possible. possible. Des noduliseurs spéciaux, des inoculants et des installations de soutien doivent être sélectionnés. Artisanat, processus technologique strict, méthodes de test parfaites de divers paramètres. Ainsi, il n'est pas très difficile de produire de manière stable des pièces moulées en fonte ductile résistantes aux chocs à basse température.

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