8 techniques clés pour stimuler la ténacité à impact à basse température du fer ductile

Des études ont confirmé que dans différents environnements à température, les variations de la structure matricielle du fer ductile ont un impact significatif sur sa ténacité à faible température. Parmi eux, le fer ductile avec une teneur en ferrite plus élevée et une meilleure plasticité atteint généralement des indicateurs de ténacité à faible température plus idéaux. Les détails suivants détaillent les mesures de base pour améliorer la ténacité à faible température du fer ductile à partir de plusieurs dimensions techniques et vérifie leur précision technique.

I. Optimisation du contrôle de la composition chimique

1. Réduire le contenu des éléments nocifs

Les éléments qui favorisent ou stabilisent la formation de perlite doivent être strictement contrôlés, tels que le manganèse (MN), le vanadium (V), le zirconium (Zr), le niobium (NB), le titane (Ti), le chrome (CR), le molybdenum (MO), le Tungsten (W), le cuivre (CU), Attention particulière:

• Manganèse (MN): il a un impact particulièrement significatif sur la ténacité à impact et la température de transition ductile-Brittle du fer ductile. Des études ont montré que pour chaque augmentation de 0,1% de la teneur en manganèse, la température de transition ductile-Brittle du fer ductile augmente de 10 ° C à 12 ° C. Par conséquent, dans la production, le fer à porc à faible affaire et l'acier à ferraille doivent être préférés en tant que matières premières pour réduire l'apport du manganèse de la source.

• Cuivre (Cu): Bien qu'il s'agisse d'un élément neutre et a peu d'effet sur l'augmentation de la teneur en perlite, à mesure que la teneur en cuivre augmente, la température de transition ductile-Brittle du fer ductile augmente progressivement et la ténacité à impact diminue considérablement, de sorte que sa teneur doit être strictement contrôlée.

2. Réglementation raisonnable des éléments de formation de ferrite

La teneur en éléments formant la ferrite tels que le carbone (C), le silicium (SI), le calcium (CA), le baryum (BA), l'aluminium (AL) et le bismuth (BI) doit être correctement augmenté, mais l'équilibre posologique doit être maintenu. Parmi eux, la régulation du silicium (Si) est particulièrement critique:
Le silicium est un fort élément favorisant du graphitisation, ce qui aide à augmenter la teneur en ferrite, mais un silicium excessif réduira considérablement la ténacité à l'impact. Les données montrent que pour chaque augmentation de 0,1% de la teneur en silicium, la température de transition ductile-Brittle augmente de 5,5 ° C à 6 ° C. Si la teneur en silicium atteint environ 4%, même si le fer ductile a une matrice de ferrite complète, il sera trop fragile pour résister aux charges d'impact à température ambiante. Par conséquent, pour le fer ductile nécessitant des performances d'impact à basse température, la teneur en silicium est généralement contrôlée entre 1,6% et 2,0%.

Ii Optimisation du contrôle du taux de refroidissement de la coulée

Pour le fer ductile avec une composition spécifique, la vitesse de refroidissement pendant le stade eutectique peut affecter considérablement la structure de la matrice: plus le taux de refroidissement est lent, plus la teneur en ferrite est élevée (plus la paroi de coulée est épaisse, plus le refroidissement est lent et plus la proportion de ferrite est élevée). Cependant, il est nécessaire d'éviter les grains grossiers et les nodules de graphite causés par un refroidissement excessivement lent. Les mesures spécifiques comprennent:

• En utilisant des matériaux de moulage avec une faible conductivité thermique (comme le sable sec, le sable de résine) et l'augmentation de l'épaisseur de moisissure de manière appropriée (appelée «augmentation de l'allocation de sable»);

• Réduire ou éviter l'utilisation de frissons;

• Pour les pièces à parois minces, le taux de refroidissement peut être ralenti en augmentant de manière appropriée la température de versement, tout en prolongeant le temps d'ouverture du moule. Lorsque les conditions le permettent, les pièces moulées peuvent être placées de manière centralisée pour réduire la dissipation de la chaleur.

Iii. Optimisation des processus de traitement thermique

Les données expérimentales (comme le montrent les figures 4 et 5) indiquent que le traitement thermique peut augmenter efficacement la teneur en ferrite, améliorant considérablement l'allongement et la ténacité à l'impact. Le recuit favorise la diffusion des éléments à des températures élevées, affine des réseaux et des grains matriciels et stabilise la teneur et les performances de la ferrite. De plus, le traitement thermique peut détendre les exigences strictes de manière appropriée sur certains éléments des matériaux bruts et auxiliaires; Pour les pièces moulées de petites et moyennes avec des performances de qualité inférieure, les défauts peuvent être compensés par traitement thermique.

Iv. Affiner les grains et l'augmentation du nombre de cellules eutectiques

Il existe une corrélation négative significative entre la taille des grains du matériau et la contrainte de fracture: lorsque la taille des grains dépasse une valeur critique, une fracture fragile est susceptible de se produire. Le raffinement des grains peut réduire la température de transition ductile-Brittle, améliorant ainsi la ténacité à faible température. Les mesures de base comprennent:

1. Adopter le processus de fusion synthétique en fonte

En utilisant de l'acier à ferraille et du fer ductile retourné comme principaux matières premières, le fer en fusion est fondu par le carbone augmentant avec du graphite et du silicium augmentant avec le ferrosilicon ou le carbure de silicium. Étant donné que les points de fusion du carbone et du silicium sont plus élevés que celui du fer en fusion, ils entrent principalement dans le fer en fusion par diffusion et dissolution, formant un grand nombre de microcristaux [C]. Ces microcristaux peuvent servir de substrats de nucléation exogènes de haute qualité pour les grains procutectoïde ou eutectique, affinant efficacement les grains.

2. Implémentation de plusieurs processus d'inoculation

Le noyau de l'inoculation est de désoxider, de désulfurer et de former des grains exogènes, augmentant ainsi la capacité de nucléation de graphite, affiner les grains et améliorer le nombre de nodules graphite et la teneur en ferrite. La pratique a montré qu'après trois inoculations (en particulier l'inoculation instantanée avec des inoculants contenant du baryum de 0,3 à 1 mm pendant la coulée), bien que le dosage inoculant soit faible, l'effet est significatif.

V. Purifiant le fer fondu pour réduire les inclusions

Les fractures des matériaux sont principalement transgranulaires ou intergranulaires. Les inclusions à l'intérieur des grains ou aux joints de grains affaiblissent la force de liaison des matériaux, devenant des sources de fissure ou des chemins de propagation sous charges d'impact, réduisant la résistance à l'impact à basse température. Les mesures de purification comprennent:

1. Prétraitement en fer en fusion

• Désoxydation et désulfurisation: pour les fabricants utilisant la fusion duplex du four à coupo-électrique, l'injection de lawle de secoue ou la désulfurisation pneumatique peut être adoptée pour réduire la teneur en soufre dans le fer fondu d'origine à moins de 0,02%. Les désulfourisants (comme CAO, CAC2) ont une faible capacité de désoxydation et peuvent être complétés par des éléments désoxydants tels que le calcium, le baryum et l'aluminium; La désoxydation et la désulfuration sont également nécessaires pour la fusion directe du four électrique.

• Surchauffe et position: augmentation de la température de fusion (≥1500 ° C pour les processus de carbure en acier de ferraille) et prolongeant le temps de maintien favorisant le flottement des inclusions; Debout le fer en fusion nodulaire pendant 1 à 3 minutes facilite le flottement des oxydes et des sulfures de magnésium, de baryum, d'aluminium et de fer.

2. Renforcement de l'élimination et de la filtration des scories

• "Repouillage multiple" peut réduire le contact entre le fer en fusion et l'air pendant la fusion et la version, abaissant la teneur en oxygène; «L'élimination fréquente du laitier» peut rassembler des oxydes et des sulfures résiduels pour réaliser la séparation du talon de fer;

• Une louche de collecte de scories avec un filtre est installée dans le système de versement pour empêcher les scories solides et liquides de pénétrer dans la cavité du moule, stabiliser le flux de fer en fusion pour réduire les scories d'oxydation secondaire et favoriser le flottement des particules de laitier.

Vi. Contrôlant la ségrégation et la formation d'inclusion des éléments nocifs

• Réduction des éléments de ségrégation des limites des grains: contrôle strictement le contenu des éléments sujets à la ségrégation tels que le manganèse, l'antimoine, l'étain, l'arsenic et le titane;

• Réduire les éléments d'oxyde et de sulfure: des éléments tels que le calcium, le baryum, l'aluminium, le magnésium et les terres rares forment facilement des oxydes et des sulfures, de sorte que leur contenu doit être raisonnablement réduit.

Vii. Sélection de noduliseurs et d'inoculants spéciaux

Les noduliseurs et les inoculants pour la production de fer ductile résistant à l'impact à basse température doivent suivre trois principes:

• Effets de nodularisation et d'inoculation stables: l'écart des composants de noduliser (tels que le magnésium, les terres rares, le calcium, le baryum) doit être ≤ ± 0,3%. Pendant ce temps, assurez-vous la stabilité de la température en fonte du fer, du soufre et de la teneur en oxygène et des processus de fonctionnement (tels que la vitesse et la position de tapotement) pour éviter le taraudage lent, ce qui fait que le fer fondu a un impact direct sur le nodulizage.

  
  

• Capacité de graphitisation forte: le magnésium et les terres rares sont les principaux éléments nodularisants mais ont tendance à se former. Il est nécessaire d'utiliser le magnésium comme composant principal, complété par des terres rares, et correspondant à de forts éléments graphitisés tels que le calcium, le baryum et le bismuth.

  
  

• Capacité à faible forme de scories: réduire la teneur en laises chez les noduliseurs et les inoculants (tels que l'oxyde de magnésium, les oxydes de terres rares, etc.) et contrôlent le contenu du calcium et du baryum (les deux ont une forte capacité de formage de laits).

Viii. Équilibrer la contradiction dans le dosage de l'élément nodularisant

Il y a une contradiction entre la dose d'éléments tels que le magnésium, la terre rare, le calcium et le baryum chez les noduliseurs et les inoculants, et l'effet de nodularisation et les performances d'impact à basse température: une dose excessive entraînera des éléments résiduels élevés, une augmentation des scories d'oxyde et de sulfure, et une réduction des performances d'impact; La dose insuffisante affectera l'effet de nodularisation et la structure de la matrice. Par conséquent, il est nécessaire de sélectionner avec précision les noduliseurs spéciaux, les inoculants et les processus de support en fonction de la qualité du fer fondu, de la taille de coulée, de la forme, de l'épaisseur de la paroi et du temps de versement pour atteindre l'équilibre posologique.

Profil d'auteur de blog

Aube | Conseiller d'approvisionnement en fer et castings
18 ans dans les tranchées de fonderie me donnent un avantage: je sais comment la chimie du fer de porc a un impact sur la qualité du coulage et peut dépanner des défauts comme les fissures et la porosité. Avec un fer de fer de 1M MT / an et une sortie de coulée MT / an / année 60K de notre usine interne, plus 200+ fournisseurs vérifiés sur notre plate-forme, nous proposons des comparaisons de prix rapides. Attendez-vous à une réponse d'enquête 24h / 24 - mon objectif? Non seulement les accords de conclusion, mais aussi votre partenaire incontournable dans le monde de la fonderie.

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