Le processus de graphitisation de la fonte et les facteurs affectant la graphitisation de la fonte

 1. Processus de graphitisation de la fonte

    Le processus de formation du graphite dans la fonte est appelé processus de graphitisation. Le processus de base de la structure de la fonte est le processus de formation du graphite dans la fonte. Par conséquent, il est très important de comprendre les conditions et les facteurs d'influence du processus de graphitisation pour maîtriser la structure et les propriétés des matériaux en fonte.

    Selon le diagramme à deux états de l'alliage Fe-C, le processus de graphitisation de la fonte peut être divisé en trois étapes :

    La première étape est l'étape de cristallisation hypoeutectique en phase liquide. Y compris la cristallisation directe du graphite primaire à partir de la phase liquide des composants hypereutectiques et de la phase liquide des composants eutectiques pour cristalliser l'austénite plus le graphite, le graphite formé en décomposant la cémentite primaire et la cémentite eutectique lors d'un recuit à haute température.

    L'étape intermédiaire est l'étape entre la transformation eutectique et la transformation hypoeutectoïde. Y compris la précipitation directe du graphite secondaire à partir de l'austénite et du graphite formé par la décomposition de la cémentite secondaire dans cette plage de température.

    La troisième étape, c'est-à-dire la phase de transformation de la remise totale. Y compris le graphite eutectoïde formé lors de la transformation de co-pliage et le graphite formé par la décomposition de la cémentite eutectoïde lors du recuit.

2. Facteurs affectant la graphitisation de la fonte

    La structure de la fonte dépend du degré de graphitisation. Afin d'obtenir la structure requise, la clé est de contrôler le degré de graphitisation. La pratique a prouvé que de nombreux facteurs tels que la composition chimique de la fonte, la vitesse de refroidissement des cristaux de fonte, la surchauffe et le maintien de la fonte en fusion, etc., affectent tous la graphitisation et la microstructure de la fonte.

1. L'influence de la composition chimique

    Parmi les C, Si, Mn, P et S communs dans la fonte, C et Si sont des éléments qui favorisent fortement la graphitisation, et S est un élément qui entrave fortement la graphitisation. En fait, l'influence de chaque élément sur la capacité de graphitisation de la fonte est extrêmement compliquée. Son influence est liée au contenu de chaque élément lui-même et s'il interagit avec d'autres éléments, tels que Ti, Zr, B, Ce, Mg, etc., tous entravent la graphitisation, mais si son contenu est extrêmement faible (tel que B, Ce<0.01%, T<0.08%), ils montrent l'effet de favoriser la graphitisation.

2. L'effet de la vitesse de refroidissement

    D'une manière générale, la vitesse de refroidissement des pièces moulées a tendance à être plus lente, plus elle est favorable à la cristallisation et à la transformation selon le diagramme d'état du système stable Fe-G et à la graphitisation complète ; au contraire, il est favorable à la cristallisation et à la transformation selon le diagramme d'état du système métastable Fe-Fe3C. Enfin obtenu du fer blanc. Surtout dans la graphitisation au stade eutectoïde, puisque la température est basse, la vitesse de refroidissement augmente et la diffusion des atomes est difficile, il est généralement difficile de faire progresser complètement la graphitisation au stade eutectoïde.

    La vitesse de refroidissement de la fonte est un facteur global, qui est lié à la température de coulée, à la conductivité thermique du matériau de moulage et à l'épaisseur de paroi de la pièce moulée. Et généralement, ces facteurs ont fondamentalement le même impact sur les deux étapes.

    L'augmentation de la température de coulée peut retarder la vitesse de refroidissement de la coulée, ce qui favorise à la fois la première étape de graphitisation et la deuxième étape de graphitisation. Par conséquent, l'augmentation de la température de coulée peut pulvériser le graphite dans une certaine mesure, et peut également augmenter la transformation eutectoïde.

3. L'effet de la surchauffe et de la température élevée de la fonte

    Dans une certaine plage de température, l'augmentation de la température de surchauffe de la fonte en fusion et l'allongement du temps de repos à haute température entraîneront le raffinement de la structure à base de graphite dans la fonte et augmenteront la résistance de la fonte. Si la surchauffe est encore augmentée, la capacité de nucléation de la fonte diminuera et la morphologie du graphite sera détériorée, et même de la cémentite libre apparaîtra, ce qui diminuera la résistance, il y a donc une "température critique". La température critique dépend principalement de la composition chimique de la fonte en fusion et de la vitesse de refroidissement de la coulée. On pense généralement que la température critique de la fonte grise ordinaire est d'environ 1500-1550 ℃, on espère donc toujours que la température de coulée du fer est plus élevée.

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