6 กราไฟท์ทั่วไปในเหล็กหล่อสีเทา

ในโครงสร้างจุลภาคของเหล็กหล่อสีเทาปริมาณปริมาณสัณฐานวิทยาความยาวและการกระจายของกราไฟท์อย่างมีนัยสำคัญมีผลต่อคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุอย่างมีนัยสำคัญ ตามมาตรฐาน GB/T 721-87 Metallographic มาตรฐานของจีน (ซึ่งรวมถึงไดอะแกรมการจำแนกทั่วไป) กราไฟท์ในเหล็กหล่อสีเทาแบ่งออกเป็นหกประเภทหลักตามสัณฐานวิทยา แต่ละประเภทแตกต่างกันอย่างชัดเจนในเงื่อนไขการก่อตัวและมีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของเหล็กหล่อ

1. ประเภท A (Flake Graphite)

ในฐานะที่เป็นโครงสร้างกราไฟท์ที่พบมากที่สุดในเหล็กหล่อสีเทา hypoeutectic (ที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่าจุดยูเทคติก) โดยทั่วไปแล้วกราไฟท์จะเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขของระดับยูเทคติกสูง (เช่นความอิ่มตัวของคาร์บอนสูงหรือคาร์บอนที่เทียบเท่า) กราไฟท์ประเภทนี้ทำให้เกิดการหยุดชะงักน้อยที่สุดกับเมทริกซ์โลหะและรักษาปริมาณไข่มุกสูงในเหล็กหล่อดังนั้นจึงเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานการสึกหรออย่างมีนัยสำคัญ ในเหล็กหล่อสีเทาคุณภาพสูงกราไฟท์มักจะคิดเป็นมากกว่า 90% ของเนื้อหากราไฟท์ทั้งหมด

2. Type B (Rosette Graphite)

ประเภทนี้ส่วนใหญ่พบได้ในเหล็กหล่อสีเทาที่มีระดับยูเทคติกสูง (ใกล้กับจุดยูเทคติก) และการระบายความร้อนขนาดใหญ่ เนื่องจาก undercooling อย่างมีนัยสำคัญเริ่มแรกเกิด eutectics กราไฟท์ที่ดีเติบโตอย่างรวดเร็วในรูปแบบรัศมี ต่อจากนั้นการปล่อยความร้อนแฝงของการตกผลึกจะทำให้อัตราการเติบโตช้าลงค่อยๆก่อตัวขึ้นโครงสร้างเหมือนแถบและในที่สุดก็พัฒนาเป็นโครงสร้างกราไฟต์เหมือนดอกกุหลาบสามมิติ กราไฟท์หนาแน่นและหนาแน่นที่แกนกลางของมันสามารถส่งเสริมการก่อตัวของเฟอร์ไรต์ได้อย่างง่ายดายซึ่งส่งผลเสียต่อคุณสมบัติของเหล็กหล่อ อย่างไรก็ตามในการผลิตจริงโดยทั่วไปจะอนุญาตให้มีกราไฟท์ Type B จำนวนเล็กน้อย

3. ประเภท C (กราไฟท์หยาบหรือเป็นก้อน)

Type C Graphite เป็นจุดเด่นของเหล็กหล่อสีเทา hypereutectic (มีปริมาณคาร์บอนเหนือจุดยูเทคติก) มันก่อตัวจากกราไฟท์หลักหยาบที่ตกตะกอนจากเหล็กหลอมเหลวซึ่งมักจะเชื่อมต่อกันหรืออยู่ใกล้มากในบริเวณใกล้เคียง นอกจากนี้เฟอร์ไรต์มักจะก่อตัวขึ้นรอบ ๆ (เนื่องจากปริมาณคาร์บอนและซิลิกอนสูงการแปลงยูเทคทอยด์เป็นไปตามโหมดสมดุลที่มั่นคง) ซึ่งนำไปสู่การลดลงอย่างมีนัยสำคัญในประสิทธิภาพของเหล็กหล่อ เนื่องจากเตารีดหล่อสีเทาส่วนใหญ่เป็น hypoeutectic กราไฟท์ Type C จึงถูกห้ามในทุกเกรดยกเว้นกรณีพิเศษเช่นแหวนลูกสูบและกลอง/ดิสก์เบรกบางตัว โปรดทราบว่าอุณหภูมิหลอมละลายของโดมไม่เพียงพอหรือการใช้เหล็กหมูเกรดต่ำอาจส่งผลให้กราไฟท์หยาบคล้ายกับ Type C

4. ประเภท D (กราไฟท์จุด dendritic)

กราไฟท์ Type D หรือที่เรียกว่ากราไฟท์ที่ไม่เย็นซึ่งส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นในโครงสร้างเหล็กหล่อที่มีระดับยูเทคติกต่ำและ/หรือ undercooling ขนาดใหญ่-เช่นส่วนที่บางของการหล่อหรือพื้นที่ทินเนอร์ของการหล่อระดับความแข็งแรงสูง การก่อตัวของมันเกิดจากการลดลงอย่างมีนัยสำคัญของเหล็กหลอมเหลวซึ่งมักจะมาพร้อมกับเฟอร์ไรต์ที่ไม่เย็น ด้วยการกระจายจุด dendritic ที่ไม่สม่ำเสมอมันส่งผลเสียต่อคุณสมบัติของเหล็กหล่อ ในส่วนการหล่อแบบบางโดยทั่วไปจะอนุญาตให้กราไฟท์ต่ำกว่า 5%

5. Type E (Dendritic Flake Graphite)

กราไฟท์ Type E ซึ่งเป็นรูปแบบอื่นของกราไฟท์ที่เย็นลงซึ่งรูปแบบภายใต้การระบายความร้อนต่ำกว่า Type D ดังนั้นการกระจายของมันจะไม่สม่ำเสมอมากขึ้นด้วยทิศทางที่แข็งแกร่งกว่า มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าในการผลิตเหล็กหล่อสีเทาที่มีความแข็งแรงสูงโครงสร้างที่ไม่เย็นในส่วนที่บาง (เช่นต่ำกว่า 5 มม.) ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้เนื่องจากคุณสมบัติโลหะโดยธรรมชาติของเหล็กหล่อสีเทา ในขณะที่โครงสร้างที่ไม่เย็นอาจลดการวัดประสิทธิภาพบางอย่างการปรับแต่งเซลล์ยูเทคติกที่เกิดจากการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วช่วยเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงของวัสดุ ดังนั้นสำหรับชิ้นส่วนที่ไม่ต้องการความต้านทานการสึกหรอสูง (เช่นบล็อกกระบอกสูบและข้อเหวี่ยง) โครงสร้างที่ไม่เย็นเป็นที่ยอมรับได้เนื่องจากความแข็งแรงของส่วนที่บางไม่จำเป็นต้องลดลงในแง่ของความแข็งและความแข็งแรง

6. ประเภท F (กราไฟท์รูปดาว)

รูปแบบกราไฟท์ประเภท F ในเหล็กหล่อ hypereutectic ภายใต้ undercooling สุดขั้ว (การระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว) โดยทั่วไปในการหล่อพิเศษเช่นแหวนลูกสูบ ประเภทกราไฟท์นี้มีคุณสมบัติการลดการสึกหรอที่ยอดเยี่ยมและโดยทั่วไปจะมาพร้อมกับเมทริกซ์ไข่มุกที่กระจายตัวสูงทำให้เหมาะสำหรับความต้องการในการดำเนินงานของการหล่อที่เฉพาะเจาะจง