O processo de grafitização do ferro fundido e os fatores que afetam a grafitização do ferro fundido

 1. Processo de grafitização de ferro fundido

    O processo de formação do grafite em ferro fundido é denominado processo de grafitização. O processo básico da estrutura do ferro fundido é o processo de formação da grafita no ferro fundido. Portanto, é muito importante compreender as condições e os fatores que influenciam o processo de grafitização para dominar a estrutura e as propriedades dos materiais de ferro fundido.

    De acordo com o diagrama de estado duplo da liga Fe-C, o processo de grafitização do ferro fundido pode ser dividido em três estágios:

    O primeiro estágio é o estágio de cristalização hipoeutética em fase líquida. Incluindo a cristalização direta de grafite primária da fase líquida de componentes hipereutéticos e a fase líquida de componentes eutéticos para cristalizar austenita mais grafita, grafita formada pela decomposição da cementita primária e da cementita eutética durante o recozimento de alta temperatura.

    O estágio intermediário é o estágio entre a transformação eutética e a transformação hipoeutetóide. Incluindo a precipitação direta da grafita secundária da austenita e a grafita formada pela decomposição da cementita secundária nesta faixa de temperatura.

    A terceira etapa, ou seja, a fase de transformação do desconto total. Incluindo a grafita eutetóide formada durante a transformação de co-dobramento e a grafita formada pela decomposição da cementita eutetóide durante o recozimento.

2. Fatores que afetam a grafitização do ferro fundido

    A estrutura do ferro fundido depende do grau de grafitização. Para obter a estrutura necessária, a chave é controlar o grau de grafitização. A prática provou que muitos fatores, como a composição química do ferro fundido, a taxa de resfriamento dos cristais de ferro fundido, o superaquecimento e a estabilidade do ferro fundido, etc., afetam a grafitização e a microestrutura do ferro fundido.

1. A influência da composição química

    Entre os C, Si, Mn, P e S comuns no ferro fundido, C e Si são elementos que promovem fortemente a grafitização, e S é um elemento que dificulta fortemente a grafitização. Na verdade, a influência de cada elemento na capacidade de grafitização do ferro fundido é extremamente complicada. Sua influência está relacionada ao conteúdo de cada elemento em si e se ele interage com outros elementos, como Ti, Zr, B, Ce, Mg, etc., todos dificultam a grafitização, mas se seu conteúdo for extremamente baixo (como B, Ce <0.01%, T <0.08%), eles mostram o efeito de promoção da grafitização.

2. O efeito da taxa de resfriamento

    De um modo geral, a taxa de resfriamento das peças fundidas tende a ser mais lenta, quanto mais favorável ela é para a cristalização e transformação de acordo com o diagrama de estado do sistema estável Fe-G e grafitização completa; pelo contrário, é favorável para a cristalização e transformação de acordo com o diagrama de estado do sistema metaestável Fe-Fe3C. Finalmente obteve ferro branco. Especialmente na grafitização no estágio eutetóide, como a temperatura é baixa, a taxa de resfriamento aumenta e a difusão dos átomos é difícil, geralmente é difícil progredir totalmente a grafitização no estágio eutetóide.

    A taxa de resfriamento do ferro fundido é um fator abrangente, que está relacionado à temperatura de vazamento, à condutividade térmica do material de moldagem e à espessura da parede da peça fundida. E geralmente esses fatores têm basicamente o mesmo impacto nas duas fases.

    O aumento da temperatura de vazamento pode atrasar a taxa de resfriamento da peça fundida, o que promove tanto o primeiro estágio de grafitização quanto o segundo estágio de grafitização. Portanto, o aumento da temperatura de vazamento pode pulverizar o grafite até certo ponto e também pode aumentar a transformação eutetóide.

3. O efeito do superaquecimento e alta temperatura do ferro fundido

    Dentro de uma certa faixa de temperatura, aumentar a temperatura de superaquecimento do ferro fundido e estender o tempo de permanência de alta temperatura resultará no refinamento da estrutura à base de grafite no ferro fundido e aumentará a resistência do ferro fundido. Se o superaquecimento for aumentado ainda mais, a capacidade de nucleação do ferro fundido diminuirá e a morfologia da grafite será deteriorada, e até mesmo a cementita livre aparecerá, o que diminuirá a resistência, então há uma 'temperatura crítica'. A temperatura crítica depende principalmente da composição química do ferro fundido e da taxa de resfriamento da peça fundida. Em geral, acredita-se que a temperatura crítica do ferro fundido cinzento comum é de cerca de 1500-1550 ℃, portanto, sempre se espera que a temperatura de vazamento do ferro seja mais alta.

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