Gjutjärn är en järnkollegering med kolhalt större än 2,11% (vanligtvis 2. 5-4%). Det är en multi-elementlegering med järn, kol och kisel som huvudkomponenter och innehåller fler föroreningar som mangan, svavel och fosfor än kolstål. Ibland, för att förbättra de mekaniska egenskaperna eller fysiska och kemiska egenskaperna hos gjutjärn, kan en viss mängd legeringselement tillsättas för att erhålla legeringsgjutjärn.
Enligt de olika formerna av grafit i gjutjärn kan gjutjärn delas upp i följande typer:
1. Grå gjutjärn
Grafiten i gjutjärn finns i flingor.
2. Formbart gjutjärn
Grafiten i gjutjärn finns i flockar. Det erhålls genom att glödga en viss mängd vitt gjutjärn vid hög temperatur under lång tid. Dess mekaniska egenskaper (särskilt seghet och plasticitet) är högre än för grått gjutjärn, så det kallas vanligtvis formbart gjutjärn.
3. Duktil gjutjärn
Grafiten i gjutjärn finns i sfärisk form. Det erhålls efter sfäroidiseringsbehandling innan man häller smält järn. Denna typ av gjutjärn har inte bara högre mekaniska egenskaper än grått gjutjärn och formbart gjutjärn, utan har också en enklare produktionsprocess än formbart gjutjärn, och dess mekaniska egenskaper kan förbättras ytterligare genom värmebehandling, så dess tillämpning i produktionen blir mer och mer omfattande.
Påverkan av grafitpetroleumkoks på olika typer av gjutjärn kan analyseras från följande aspekter:
1. Påverkan på grått gjutjärn:
Grafit i grått gjutjärn är i form av flingor. Styrkan, plasticiteten och segheten hos flinggrafit är nästan noll. Närvaron av grafit motsvarar närvaron av hål och mikrokrackor. Den förstör inte bara kontinuiteten i matrisen och minskar det effektiva kraftområdet för matrisen, utan bildar också spänningskoncentration vid spetsen av grafitflingan, vilket får materialet att bilda sprött fraktur. Därför är draghållfastheten och plasticiteten hos grått gjutjärn låga, men tryckhållfastheten, hårdheten och slitmotståndet beror främst på matrisen. Närvaron av grafit har liten effekt på dem. Kompressiva styrkan hos grått gjutjärn är i allmänhet 3-4 gånger draghållfastheten.
2. Påverkan på duktil järn:
Grafit i duktilt järn är sfärisk, vilket har liten skärande effekt på metallmatrisen, vilket gör matrisen mer kontinuerlig, och fenomenet med stresskoncentration orsakad av sträckning reduceras signifikant, vilket ökar matrisstyrkningsutvecklingen från 30%~ 50%av grått gjutjärn till 70%~ 90%. Detta gör draghållfastheten, plasticiteten, segheten och trötthetsstyrkan hos duktilt järn inte bara högre än andra gjutjärn, utan också jämförbara med gjutstål med motsvarande strukturer.
3. Påverkan på vermikulärt gjutjärn:
Grafiten i vermikulärt gjutjärn är maskformad. Denna form av grafit har mindre skärande effekt på metallmatrisen än fling -grafit, men större än sfäroidal grafit. De mekaniska egenskaperna hos vermikulärt gjutjärn är mellan grått gjutjärn och duktilt gjutjärn. Det har god styrka och seghet, samtidigt som den goda gjutningsprestanda och vibrationsabsorptionsprestanda för grått gjutjärn.
4. Kemisk sammansättningskontroll:
Grafit Petroleum Coke används som en förgasare, och dess kväveinnehåll har en betydande effekt på prestanda för gjutjärn. För varje 10 ppm ökning av kväveinnehållet kan styrkan hos grått gjutjärn ökas med 5 till 7MPa, och hårdheten kan ökas med 3 till 4HBW. Den rätta mängden kväve kan förkorta längden på grafitflingor, öka graden av böjning, passivera ändarna, minska aspektförhållandet, stabilisera matrisens pärlemor, förfina korstrukturen och förbättra gjutningens draghållfasthet och hårdhet. Men när kvävehalten i gjutjärn överskrider den kritiska punkten (som allmänt anses vara cirka 140 ppm) kommer kväveporer att genereras i gjutningen.
5. Påverkan på grafitmorfologi:
Användningen av grafitpetroleumkoks kan påverka morfologin för grafit i gjutjärn och därmed påverka prestandan för gjutjärn. Till exempel kan en lämplig mängd kväve främja sfäroidiseringen av grafit, minska kryphastigheten och öka gjutningens tendens att bilda krympningshålrum och krympning.
Sammanfattningsvis återspeglas huvudsakligen effekterna av grafitpetroleumkoks på olika typer av gjutjärn i förändringen av grafitmorfologi, kontrollen av kemisk sammansättning och de slutliga mekaniska egenskaperna hos gjutjärn. Olika typer av gjutjärn har olika känsligheter för elementinnehållet i grafitpetroleumkoks, så i den faktiska produktionen är det nödvändigt att välja lämplig grafit -petroleumkoks enligt den specifika typen av gjutjärn och prestandakrav.
