Uno sguardo in profondità al contenuto dell'elemento di ghisa ： C, Si, Mn, P, S

Nel sistema dell'industria del ferro e dell'acciaio, il ghisa funge da materia prima di base per la produzione di acciaio e la fusione e la sua qualità e prestazioni hanno un impatto decisivo sui prodotti successivi. Le proprietà della ghisa sono determinate dalla sua composizione chimica interna. Il contenuto e le interazioni di elementi come carbonio, silicio, manganese, fosforo e zolfo modellano congiuntamente le caratteristiche del ghisa. Una serie di standard nazionali formulati in Cina per il ghisa fornisce specifiche autorevoli per la produzione di ghisa e il controllo di qualità. Ad esempio, le condizioni regolatorie per l'identificazione delle imprese di ghisa per la fonderia definiscono chiaramente gli standard di composizione chimica che dovrebbero seguire le parti in ghisa grigia e ghisa nodulare (per i dettagli, vedere: vedere:https: //www.gov.cn/Zwgk /2011-04/02/content_1837093.htm).

I. Contenuto di carbonio nel ghisa: il fattore principale che influenza le prestazioni

1.1 Contenuto e moduli

Il carbonio è l'elemento con il più alto contenuto di ghisa, di solito che va dal 3,5% al ​​4,5%. Secondo gli standard nazionali cinesi pertinenti, il contenuto di carbonio di ghisa utilizzata per la produzione di parti in ghisa grigia non deve essere inferiore al 3,30%; Per il ghisa utilizzato per la ghisa nodulare, è necessario che il contenuto di carbonio non sia inferiore al 3,40%. Nel ghisa, il carbonio esiste principalmente in due forme: cementite (Fe₃C) e grafite.

1.2 Influenza sulle prestazioni

Un contenuto di carbonio più elevato conferisce ghisa con buone proprietà di fusione. Il carbonio può ridurre il punto di fusione della ghisa e migliorare la fluidità del ferro fuso, rendendo più facile riempire le cavità complesse di stampo durante il processo di fusione e soddisfare i requisiti di produzione di getti complessi come basi di macchine per grandi utensili e blocchi di motori automobilistici. Tuttavia, un contenuto di carbonio eccessivamente elevato porterà ad un aumento della cementite nella ghisa, con conseguente maggiore durezza, fragilità e ridotta tenacità e plasticità, rendendolo inadatto per le parti strutturali con elevati requisiti di tenacità.

1.3 Ruolo nella produzione di acciaio

Durante il processo di produzione di acciaio, il carbonio reagisce con l'ossigeno per rilasciare calore, fornendo l'energia richiesta per la produzione di acciaio. Sebbene lo standard nazionale non prenda il contenuto di carbonio come base di rifiuto per il ghisa utilizzato nella produzione di acciaio, di solito si assicura che il contenuto di carbonio sia ≥3,50% per garantire il progresso regolare dei successivi processi di produzione di acciaio e la produzione di acciaio qualificato (per i dettagli dello standard nazionale utilizzato in ghisa utilizzata in acciaio, fare riferimento a: Fare riferimento a:https: //m.baikE.com/wiki/%E7%82%a.C.%E9%92%a2%E7%94%A8%E7%94%9F%E9%93%81%EF%BC%88GB%2FT1717/2213289? B.Amae_SourcE = DouBao).

Ii. Contenuto di silicio in ghisa: l'elemento chiave che promuove la grafitizzazione

2.1 Intervallo di contenuti

Il contenuto di silicio nella ghisa varia generalmente dallo 0,8% al 3,0%. Secondo gli standard cinesi, il contenuto di silicio della ghisa per le parti in ghisa grigia non dovrebbe essere inferiore all'1,25%e quello della ghisa per ghisa nodulare dovrebbe essere controllato tra lo 0,50%e l'1,40%.

2.2 Funzione nel ghiola di ghisa

Il silicio può promuovere la grafitizzazione durante il processo di solidificazione della ghisa e inibire la formazione di cementite. Una quantità adeguata di silicio può migliorare ulteriormente la fluidità del ferro fuso, ridurre la tendenza delle getti a produrre una struttura bianca e ridurre il rischio di fessure. Allo stesso tempo, il silicio reagisce con ossigeno ad alte temperature per formare un film di ossido denso sulla superficie della ghisa, migliorando la sua resistenza al calore e resistenza all'ossidazione.

2.3 Impatto del contenuto eccessivo

Tuttavia, un contenuto di silicio eccessivamente elevato aumenterà la durezza e la fragilità del ghisa e ridurrà la sua tenacità e la sua lavorabilità. Pertanto, durante la produzione, il contenuto di silicio deve essere controllato con precisione in base ai requisiti del prodotto. Ad esempio, aumentare in modo appropriato il contenuto di silicio nella produzione di ghisa grigia può ottimizzare la morfologia e la distribuzione della grafite, mentre nella produzione di ghisa nodulare, il contenuto di silicio deve essere strettamente controllato per garantire l'effetto della sferoidizzazione e la qualità della fusione.

Iii. Contenuto di manganese in ghiola: un assistente importante per la desossidazione e la desolforazione

3.1 Classificazione per contenuto

Il contenuto di manganese nella ghisa di solito varia dallo 0,5% all'1,5%. In base ai diversi requisiti di utilizzo, gli standard cinesi di ghisa dividono il contenuto di manganese della ghisa per la produzione di acciaio in tre gruppi: gruppo 1 ≤ 0,40%, gruppo 2> 0,40% - 1,00%e gruppo 3> 1,00% - 2,00%.

3.2 Ruoli nella fusione

Nell'ambiente ad alta temperatura della fusione del ghisa, il manganese reagisce con l'ossigeno per formare ossido di manganese (MNO), svolgendo un ruolo nella disossidazione. Ciò può ridurre difetti come pori e scioltezza causati dall'ossigeno residuo nelle getti e migliorare la densità e le proprietà meccaniche della ghisa. Nel frattempo, il manganese reagisce con lo zolfo per formare il solfuro di manganese (MNS), che esiste nel ferro fuso sotto forma di particelle e può essere rimosso attraverso i processi successivi, riducendo così il contenuto di zolfo nella ghiola di ghio Inoltre, il manganese può dissolversi nella ferrite e rafforzare il ghisa, migliorando la sua forza e durezza. Tuttavia, un contenuto di manganese eccessivamente elevato ridurrà la tenacità del ghisa e aumenterà i costi di produzione, quindi la quantità di aggiunta di manganese deve essere ragionevolmente controllata.

IV. Contenuto di fosforo nel ghisa: un elemento dannoso che richiede un controllo rigoroso

4.1 Limitazione del contenuto

Il fosforo è un elemento dannoso nella ghisa e il suo contenuto deve essere strettamente controllato, generalmente non superiore allo 0,3% nel suo insieme. Gli standard pertinenti cinesi hanno regolamenti dettagliati sul contenuto di fosforo della ghisa. Per il ghisa utilizzato nella produzione di acciaio, il contenuto di fosforo di ghisa speciale è ≤ 0,100%, grado 1> 0,100% - 0,150%, grado 2> 0,150% - 0,250%e grado 3> 0,250% - 0,400%.

4.2 Impatto negativo sulle prestazioni

Il fosforo si dissolve completamente nella ferrite nella ghisa. Sebbene possa aumentare la forza e la durezza della ghisa, ridurrà gravemente la sua tenacità e plasticità. Soprattutto in ambienti a bassa temperatura, causerà il fenomeno della "fragilità fredda" nella ghisa. Sebbene il fosforo possa migliorare la fluidità del ferro fuso, il che è benefico per la produzione di getti a parete sottili, il rischio di ingrandimento freddo che porta è estremamente elevato. Nei campi di produzione di fascia alta come l'industria militare e la produzione di attrezzature di fascia alta, il contenuto di fosforo della ghisa deve di solito essere controllato al di sotto dello 0,05%.

V. Contenuto di zolfo in ghisa: un elemento di pericolo nascosto che colpisce le prestazioni di lavoro calde

5.1 Classificazione dei contenuti

Lo zolfo è anche un elemento dannoso nel ghisa. In generale, è necessario che il contenuto di zolfo nella ghisa non superi lo 0,07%e, in ghisa di alta qualità, il contenuto di zolfo può essere inferiore a quello inferiore allo 0,02%. La Cina classifica il contenuto di zolfo della ghisa per la produzione di acciaio come segue: classe speciale ≤ 0,020%, classe 1> 0,020% - 0,030%, classe 2> 0,030% - 0,050%e classe 3> 0,050% - 0,070%.

5.2 Influenza sul caldo - Working

Lo zolfo esiste principalmente nella ghiola di ghisa sotto forma di solfuro di ferro (FES). L'eutettico a basso punto di fusione - formato da Fes e ferro (con un punto di fusione di circa 985 ° C) è distribuito ai confini del grano. Durante il processo di lavoro di lavoro calda, quando la temperatura supera il punto di fusione dell'Eutettico, si scioglie l'eutettico ai confini del grano, con conseguente fragilità calda nella ghisa e rendendo i pezzi soggetti a rotta durante la creazione durante la forgiatura e il rotolamento. Pertanto, ridurre il contenuto di zolfo attraverso mezzi come la desolfurizzazione del manganese e l'aggiunta di calce è la chiave per garantire la qualità del ghisa e le successive prestazioni di elaborazione.

Vi. Influenza e controllo completi della composizione chimica del ghisa

6.1 Interrelazione degli elementi

La composizione chimica della ghisa è correlata e influenzata da vari elementi. Per i produttori, i processori e gli utenti di ghisa, una profonda comprensione delle funzioni di ciascun elemento, una rigorosa conformità agli standard nazionali e un controllo preciso della composizione chimica sono essenziali per dare pieno gioco ai vantaggi delle prestazioni del ghisa, soddisfare i requisiti del settore e promuovere lo sviluppo di alta qualità dell'industria del ferro e dell'acciaio.

Profilo dell'autore del blog

Dawn | Piarla e consulente per l'approvvigionamento
18 anni nelle trincee della fonderia mi danno un vantaggio: so come la chimica di Pig Iron influisce sulla qualità della fusione e può risolvere i difetti come crepe e porosità. Con una ghisa da 1 m MT/anno e una produzione di fusione da 60.000 MT/anno dalla nostra fabbrica interna, oltre a 200+ fornitori verificati sulla nostra piattaforma, offriamo confronti rapidi dei prezzi. Aspettatevi una risposta di richiesta di 24 ore: il mio obiettivo? Non solo accordi di chiusura, ma essere il tuo partner di riferimento nel mondo della fonderia.

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