Apa pengaruh tinggi rendahnya sisa magnesium terhadap diameter grafit yang berlebihan dan cacat mekar grafit pada besi ulet

Kandungan sisa magnesium dalam produksi besi ulet perlu dikontrol secara tepat dalam "kisaran jendela optimal" (biasanya sekitar 0,04% -0,055%, bergantung pada komposisi dan prosesnya). Penyimpangan dari kisaran ini, baik terlalu tinggi atau terlalu rendah, dapat menyebabkan kerusakan morfologi grafit, namun manifestasi dan mekanisme fundamentalnya sangat berbeda.

1[UNK] Dampak dari kandungan sisa magnesium yang rendah adalah kandungan sisa magnesium lebih rendah dari nilai kritis minimum yang diperlukan untuk spheroidisasi (umumnya sekitar 0,03% -0,035%), yang merupakan alasan paling langsung dan mendasar untuk cacat pembungaan grafit, dan dampak pada diameter grafit bersifat sekunder. Mekanisme mendasar dari pengaruh yang menentukan pada pembungaan grafit adalah bahwa peran inti unsur magnesium adalah untuk menyerap pertumbuhan grafit pada permukaan kristal, menekan sifat pertumbuhan berlapis, memaksa pertumbuhan isotropiknya, dan dengan demikian membentuk bentuk bola. Ketika kandungan sisa magnesium tidak mencukupi, efek adsorpsi dan penghambatan ini gagal pada tahap akhir pertumbuhan grafit, terutama pada tahap akhir pemadatan eutektik. Pembentukan cacat: Grafit yang tidak dibatasi akan mengembalikan mode pertumbuhannya yang cepat dan tidak stabil, menyebabkan grafit bola yang sudah terbentuk pecah dan berubah bentuk, mengakibatkan bagian dalam berlubang dan pecah atau tepinya seperti karang, yang merupakan tipikal "grafit berbunga". Hal ini menunjukkan bahwa spheroidisasi pada dasarnya telah gagal. Efek tidak langsung pada diameter grafit: Di area lokal di mana sisa magnesium berada di ambang kekurangan tetapi belum sepenuhnya gagal, pengurangan inti nukleasi efektif dapat mengakibatkan sejumlah kecil sisa bola grafit bertambah besar. Namun, ciri yang lebih menonjol dalam hal ini adalah munculnya sejumlah besar grafit non-bola (seperti cacing, seperti bunga), dan kekasaran grafit yang sederhana bukanlah manifestasi utamanya. ·Penyebab umum rendahnya sisa magnesium adalah tingginya kandungan sulfur dalam besi cair asli, sehingga mengonsumsi terlalu banyak magnesium. Perhitungan jumlah zat spheroidizing yang ditambahkan tidak memadai atau laju penyerapan reaksi rendah. Setelah perlakuan spheroidisasi, waktu tinggal besi cair menjadi terlalu lama, dan magnesium terdegradasi secara parah. Terdapat unsur pengganggu yang kuat seperti timbal dan bismut dalam besi cair, yang menetralkan efek spheroidisasi magnesium. Ringkasan: Sisa magnesium yang rendah menyebabkan hilangnya kemampuan spheroidisasi dan secara langsung mendorong pembungaan grafit.

2[UNK] Dampak kandungan magnesium sisa yang berlebihan secara signifikan lebih tinggi dari kisaran optimal (seperti melebihi 0,06% -0,07%), terutama tidak menyebabkan pembungaan, tetapi melalui serangkaian efek tidak langsung, menjadi faktor penting dalam mendorong diameter grafit yang berlebihan (kasar), disertai dengan cacat pengecoran serius lainnya. Mekanisme promosi tidak langsung untuk diameter grafit yang terlalu besar (kasar) adalah melemahkan efek inkubasi dan mengurangi inti nukleasi. Magnesium adalah elemen anti grafitisasi (pemutih) yang kuat. Residu magnesium yang berlebihan akan secara signifikan meningkatkan kecenderungan pendinginan berlebih pada besi cair. Hal ini menyulitkan inti heterogen yang disediakan oleh inokulan ferrosilikon konvensional untuk berfungsi secara stabil, sehingga mengakibatkan penurunan "respon inkubasi". Konsekuensi langsungnya adalah berkurangnya jumlah inti bola grafit. Berdasarkan premis kandungan karbon total yang konstan, semakin sedikit inti yang ada, semakin besar ukuran bola grafit yang dapat tumbuh, sehingga membentuk bola grafit yang kasar namun mungkin masih relatif bulat. Mekanisme 2: Menyebabkan penyesuaian proses yang tidak tepat. Untuk mengatasi kecenderungan putih yang disebabkan oleh tingginya magnesium, operator mungkin terpaksa meningkatkan setara karbon (terutama kandungan silikon) atau menjalani inkubasi berlebihan. Di bawah kondisi setara karbon tinggi, terutama ketika pendinginan bagian tebal dan besar berlangsung lambat, hal ini memberikan kondisi yang menguntungkan bagi pertumbuhan grafit yang menjadi kasar. Magnesium, yang memiliki potensi dampak tinggi terhadap morfologi grafit, dapat menyebabkan penurunan kebulatan bola grafit, sehingga lebih mudah menghasilkan grafit yang menggumpal atau tidak beraturan, namun biasanya tidak secara langsung membentuk ledakan ledakan yang khas. Risiko inklusi terak telah meningkat secara dramatis karena masalah proses serius lainnya: kelebihan magnesium cenderung bereaksi dengan oksigen dan sulfur untuk menghasilkan terak seperti MgO dan MgS, yang dapat digulung menjadi coran dan membentuk cacat inklusi terak. Kecenderungan penyusutan yang semakin intensif: Magnesium yang tinggi memperluas rentang pemadatan pasta seperti cairan besi, menghambat penambahan penyusutan, secara signifikan meningkatkan kecenderungan penyusutan mikro, dan secara serius mempengaruhi kepadatan coran. Likuiditas menurun dan kontraksi meningkat.

Ringkasan: Residu magnesium yang berlebihan secara tidak langsung menyebabkan pengerasan grafit melalui "penghambatan nukleasi dan pengurangan jumlah bola", dan membawa serangkaian efek samping ganas seperti masuknya terak dan penyusutan.

3[UNK] Dampak sisa magnesium yang "sesuai tetapi menurun" adalah skenario paling umum yang ditemui dalam produksi aktual, yang menyebabkan diameter grafit berlebihan. Hal ini mengungkapkan pentingnya perubahan dinamis dalam "kandungan magnesium yang efektif". Titik awal: Pada akhir perawatan spheroidisasi, sisa magnesium berada dalam kisaran optimal, terpelihara sepenuhnya, dan bola grafit berukuran kecil, bulat, dan berlimpah. Proses penurunan: Dari penyelesaian pengolahan hingga pemadatan pengecoran, besi cair mengalami retensi, mengakibatkan "penurunan spheroidisasi" (elemen magnesium terbakar dan mengambang) dan "penurunan inkubasi" (pembubaran atau kegagalan inti nukleasi). ·Mekanisme pembentukan cacat: Kandungan magnesium sisa yang efektif secara bertahap menurun, dan kendala pertumbuhan grafit melemah. Jumlah inti nukleasi yang efektif menurun seiring waktu. Efek superposisi keduanya: Sebelum sisa magnesium mencapai "titik kritis" yang menyebabkan pembungaan, bola grafit yang tersisa akan terus tumbuh dalam kondisi pengurangan kendala dan sumber karbon yang cukup, pada akhirnya membentuk grafit dengan ukuran kasar tetapi morfologi masih dapat diterima (seperti kelas 6 atau bahkan lebih kasar). Jika penurunan ini terus berlanjut, maka akan terjadi spheroidisasi dan pembungaan yang buruk.

Tujuan inti dari ringkasan panduan praktis akhir tidak hanya untuk mengontrol sisa magnesium pada nilai target, namun juga untuk memastikan efektivitas dan stabilitasnya di seluruh proses penuangan. Mencegah pembungaan (kuncinya adalah mencegah magnesium rendah): Kurangi dan stabilkan secara ketat kandungan sulfur dari besi cair asli. Pastikan penambahan bahan spheroidizing yang cukup dan akurat. Minimalkan waktu tinggal setelah spheroidisasi untuk mencapai penuangan yang cepat. Mencegah pengkasaran (kunci untuk menjaga keseimbangan antara nukleasi efektif dan magnesium): Menggunakan teknik inkubasi tahap akhir yang efisien dan anti-penuaan (seperti inokulasi aliran dan inokulasi cetakan) untuk terus menyediakan inti nukleasi segar adalah cara paling efektif untuk melawan pembusukan dan memurnikan grafit. Menghindari peningkatan kandungan sisa magnesium secara membabi buta demi "asuransi" adalah jalan yang berbeda menuju penyusutan, inklusi terak, dan pengasaran grafit. Untuk bagian yang tebal dan besar, perlu dilakukan optimalisasi desain setara karbon dan kondisi pendinginan secara komprehensif. Singkatnya, "menstabilkan belerang, mengendalikan magnesium (sedang), penuangan cepat, dan kuat pasca inokulasi" adalah kriteria proses utama untuk mendapatkan struktur besi ulet berkualitas tinggi sekaligus menghindari pembungaan dan pengkasaran grafit.