Spike Graphite är en grafitmorfologisk defekt i duktilt järn, kännetecknad av grafit i form av långsträckt, krökt eller gaffelgrafit, liknande en nagel.
Följande är orsakerna till dess bildning:
1.Målig sfäroidiseringsbehandling resulterar i lågt restmagnesium och sällsynt jordartsinnehåll, som inte effektivt kan neutralisera skadliga element i smält järn.
(1) Dålig sfäroidisering:
Under sfäroidisering, om det återstående magnesium och sällsynt jordinnehåll är lågt, eller mängden sfäroidisator tillagd är otillräcklig, kan grafitmorfologin vara onormal och därmed bilda spikformad grafit. Detta beror på att magnesium- och sällsynta jordarelement är viktiga element i sfäroidiseringsprocessen, som kan främja grafiten för att bilda regelbundna sfärer. Om innehållet i dessa element är otillräckligt kan grafiten inte sfäroidiseras normalt, vilket bildar spikar eller andra oregelbundna former.
(2) Dålig ympning:
Inokuleringsbehandlingen är att främja utfällningen av grafit och förfina kornen. Om ympningen är dålig kommer det att leda till försenad grafitutfällning eller otillräcklig nederbörd och kommer också att påverka den normala tillväxten av matrisstrukturen. I detta fall kan grafiten bilda en långsträckt, krökt eller gaffelform, dvs spikformad grafit. Dålig ympning kan också åtföljas av defekter såsom låg grafitnodulantal och hypoeutektisk stelning, vilket ytterligare förvärrar bildningen av spikformad grafit.
I produktionsprocessen för duktilt järn måste processparametrarna för sfäroidisering och inokuleringsbehandling strikt kontrolleras för att säkerställa att grafiten kan sfäroidiseras normalt och kornen kan förfinas, vilket undviker förekomsten av defekter såsom nagelformad grafit.
2. Den smälta järntemperaturen är för hög eller isoleringstiden är för lång, vilket resulterar i utfällning och upplösning av grafitkärnor, eller så störs grafiten.
(1) Gjutningstemperaturen är för hög:
Det kommer att minska ytaktiviteten för smält järn och defekter som porers, krympningshålrum och förbränningshål kommer lätt att dyka upp. Samtidigt kommer en för hög temperatur att få grafitkärnan att fälla ut och sedan lösa upp, eller störa den normala tillväxten av grafit, vilket ökar risken för att bilda spikformad grafit.
(2) Smält järn hålls varmt för länge:
Det kommer att ge grafitkärnan tillräckligt med tid att fälla ut och sedan lösa upp, eller så kommer den att störas av andra faktorer och kan inte sfäroidiseras normalt, vilket resulterar i bildandet av spikformad grafit.
(3) Gjutningstemperaturen är för låg:
Även om en lägre gjutningstemperatur är gynnsam för att erhålla duktilt järn med tät struktur och hög styrka, om temperaturen är för låg, kommer flytningen av det smälta järnet att vara dålig, och det kommer att vara svårt för gasen att fly och därmed bilda porer eller inneslutningar. Dessa porer eller inneslutningar kan bli utgångspunkten för onormal tillväxt av grafit och sedan bilda spikformad grafit.
3. Spårelement såsom bly och arsenik överskrider standarden och neutraliseras inte effektivt av sällsynta jordelement.
(1) bly:
Bly kan bilda föreningar vid järngrafitgränssnittet, vilket hindrar tillväxtprocessen för grafitfärer, vilket resulterar i bildning av spikliknande grafit. Samtidigt bildar bly lätt ledningsledningar i duktilt järn, vilket inducerar vätebrittlement och stresskorrosion, vilket leder till sprickor av duktilt järn.
(2) Arsenik:
Som ett föroreningselement kommer Arsenic att minska styrkan och segheten i duktilt järn och öka dess sprödhet. Arsenik sublimerar lätt vid korngränserna, bildar små porer och sprickor. Dessa porer och sprickor kan orsaka onormal grafitmorfologi för att bilda nagelliknande grafit.
(3) Vismut:
Till skillnad från bly och arsenik kan tillsatsen av vismut avsevärt förbättra de mekaniska egenskaperna hos duktilt järn, förfina grafitbollarna och göra dem mer enhetligt fördelade. Därför orsakar vismut vanligtvis inte bildningen av spikad grafit, utan hjälper till att förbättra egenskaperna hos duktilt järn.
(4) Titan:
Även om titan kan förbättra styrkan och segheten hos duktilt järn och förbättra mikrostrukturen, kan överdriven titan eller interaktionen mellan titan och andra element leda till onormal grafitmorfologi. Den specifika mekanismen genom vilken titan leder till bildandet av spikliknande grafit är emellertid relativt komplex och är inte dess huvudsakliga inflytande. Under normala omständigheter kommer tillägget av en lämplig mängd titan att förbättra prestandan för duktilt järn.
Sammanfattningsvis påverkas bildningen av spikliknande grafit i duktilt järn av ovanstående tre skäl. Denna spikliknande grafit kommer att avsevärt minska draghållfastheten och segheten hos duktilt järn, öka sprödheten och också förstöra kontinuiteten i matrisstrukturen, vilket minskar gjutningens totala prestanda.
