Analyse des causes des défauts dans la fonte grise et des mesures préventives
I. Facteurs principaux affectant les propriétés mécaniques de la fonte grise:
Processus et facteurs métallurgiques: taux de refroidissement principalement, traitement de surchauffe du fer fondu, traitement d'inoculation, caractéristiques de charge du four, etc.
(1) sur l'influence du taux de refroidissement
La fonte est un matériau très sensible au taux de refroidissement. Les parties de la paroi épaisse et mince de la même coulée peuvent avoir des structures très différentes à l'intérieur et à l'extérieur, qui est communément appelée inhomogénéité structurelle. Parce que le processus de graphitisation dépend dans une large mesure de la vitesse de refroidissement. Il existe de nombreux facteurs qui affectent la vitesse de refroidissement des pièces moulées: épaisseur et poids de la paroi, type de matériau de moulage, tête et poids coulant, etc. Étant donné que l'épaisseur, le poids et la structure de la coulée dépendent des conditions de travail et ne peuvent pas être modifiés à volonté, leur influence sur la structure doit être considérée lors de la sélection de la composition chimique.
(2) sur l'influence du traitement de l'inoculation du fer fondu
Le traitement de l'inoculation consiste à ajouter l'inoculant au fer en fusion avant qu'il n'entre dans la cavité de coulée pour changer l'état métallurgique du fer en fusion, améliorant ainsi la microstructure et les propriétés de la fonte. Pour la fonte grise, le traitement de l'inoculation est d'obtenir la structure du graphite de type A, de la matrice de perlite et des grappes eutectiques fins, ainsi que de réduire la tendance de la fonte blanche dans les parois minces ou les coins de la coulée et la sensibilité à l'épaisseur de la paroi de la moulage; Pour la fonte malléable, il s'agit de raccourcir le cycle de recuit court, d'augmenter l'épaisseur de paroi autorisée de la coulée et d'améliorer la structure de l'organisation; Pour le fer ductile, il s'agit de réduire la tendance de la fonte blanche dans la coulée, d'augmenter le taux de sphéroïdisation et d'améliorer la rondeur du graphite.
(3) L'influence du traitement de surchauffe de fer en fusion.
L'augmentation de la température de surchauffe du fer fondu peut:
① Augmentez le contenu du carbone combiné et réduisez la teneur en carbone du graphite en conséquence
② Affiner le graphite et former du graphite dendritique
③ Éliminez le "héréditaire" de la fonte
④ Améliorer l'uniformité de l'organisation sur la section transversale du casting
⑤ favorable à la compensation de rétrécissement du casting. De même, l'isolation du fer en fusion a un effet similaire à la surchauffe du fer fondu.
(4) Influence des caractéristiques de charge
Dans la production réelle, il est souvent constaté que lorsque la charge métallique est modifiée (par exemple, en utilisant du fer à porc de différentes origines ou en modifiant le rapport de charge, etc.), la composition chimique semble rester inchangée et la fonte a des structures et des propriétés différentes. Cela montre que les propriétés des matières premières affectent directement les propriétés de la fonte fondues avec elle, ce qui est appelé «l'hérédité» de la fonte. Par conséquent, l'augmentation de la température du fer en fusion et l'utilisation d'une variété d'ingrédients de charge de fer peuvent éliminer cette "hérédité" et améliorer la structure et les propriétés de la fonte.
En résumé, les facteurs de processus et les facteurs métallurgiques de la fonte ont une grande influence sur les propriétés mécaniques de la fonte. Par conséquent, le contrôle de ces facteurs d'influence ne doit pas être ignoré.
2. La fonte grise ne peut pas être traitée à la chaleur pour répondre aux exigences de qualité
D'une manière générale, le traitement thermique peut améliorer considérablement la structure et les propriétés des alliages de coulée, mais sous la condition de la fonte grise, le rôle que le traitement thermique peut jouer est relativement faible. Dans la fonte grise, le graphite a une grande influence sur les performances de la fonte, et toute méthode de traitement thermique ne peut pas modifier la morphologie et la distribution du graphite. Par conséquent, il n'est pas possible d'améliorer efficacement les performances de la fonte grise pour répondre aux exigences de qualité par traitement thermique.
Cependant, il existe de nombreuses façons d'améliorer les propriétés mécaniques de la fonte grise, comme une sélection raisonnable de composition chimique, un changement de composition de charge, une surchauffe de fer en fusion, une inoculation, une trace ou un faible alliage, etc., qui peuvent tous obtenir de bons résultats.
3. Précautions pour produire une fonte grise de qualité élevée (1- (fonte inoculée)
Lors de la production de fonte grise élevée - de qualité (généralement HT200 et plus), afin d'obtenir des propriétés mécaniques élevées, la quantité de graphite et la longueur du graphite doivent être réduites autant que possible. La méthode traditionnelle consiste à réduire la teneur en carbone et en silicium du fer en fusion et augmenter le taux de condensation du fer en fusion, mais lorsque l'amplitude est légèrement plus grande, le graphite surfoncé et le plâtre blanc surfaciné de type d- apparaîtra, ce qui réduira les propriétés mécaniques de la fonte grise.
L'ajout d'une quantité appropriée de particules d'alliage de fer à base de ferrosilicon - au fer fondu devant la fournaise ou avant la coulée est appelée inoculation. L'inoculation fournit un grand nombre de particules de nucléation dans le fer fondu pour le graphite à nucléer. L'inoculation efficace favorisera la précipitation du graphite, éliminant ainsi la fonte blanche, affinant le graphite de flocons et transformant du graphite surfoncé en graphite non réalisé en graphite réparti uniformément (tapez un graphite). Il peut non seulement améliorer considérablement les propriétés mécaniques complètes, mais également améliorer l'uniformité de la structure des moulages, et réduire la différence de propriétés mécaniques causées par l'épaisseur de paroi inégale et différents taux de refroidissement entre les coins et le cœur de la coulée. Par conséquent, l'inoculation du fer fondu est une technologie indispensable pour produire une fonte grise élevée - (fonte inoculée).
Afin de rendre l'inoculation efficace, les exigences de l'inoculation sur le liquide de fer d'origine doivent être respectées, c'est-à-dire que le liquide de fer d'origine doit avoir une teneur en carbone et en silicium inférieur, ou le liquide de fer d'origine doit avoir un équivalent en carbone plus faible. Plus l'équivalent en carbone est faible, meilleur est l'effet d'inoculation et plus la résistance de la fonte grise est élevée. Au contraire, plus l'équivalent carbone est élevé, plus l'effet d'inoculation est pauvre. Étant donné que le silicium peut être ajusté en ajoutant des inoculants, lorsque l'on considère l'équivalent en carbone du liquide de fer d'origine, le carbone est toujours maintenu à environ 2,8% ~ 3,2%, et le silicium est maintenu légèrement en dessous de la valeur critique qui peut favoriser considérablement la graphitisation. Ensuite, l'inoculant est ajouté pour faire en sorte que la teneur en silicium dépasse la valeur critique pour obtenir l'effet de l'inoculation. De plus, l'épaisseur de la paroi et le taux de refroidissement de la coulée affectent également la structure des pièces en fonte inoculées, et elles doivent également être prises en compte lors de la sélection de la composition chimique. Généralement, la teneur en carbone et en silicium des pièces épaisses est prise à la limite inférieure et la limite supérieure est prise pour les pièces minces.
En plus de neutraliser l'influence du soufre, le rôle du manganèse dans la fonte grise élevée - (fonte inoculée) a une exigence particulière, c'est-à-dire à l'aide de celui-ci, la fonte grise peut obtenir une structure de perlite, de sorte que la teneur en manganèse de la hauteur -} de grade Grey Fern (fonte inoculée) est généralement plus élevée. Le soufre peut affaiblir l'effet de graphitisation de l'inoculant, donc le soufre est souvent limité à moins de 0,12%. Ces dernières années, certaines personnes croient également que pour obtenir un bon effet d'inoculation, la teneur en soufre du liquide de fer d'origine ne peut pas être trop faible. Par conséquent, dans le cas où la teneur en soufre dans le fer en fusion diminue progressivement à l'avenir, comment déterminer la teneur en soufre dans la fonte inoculée semble être un problème digne d'attention.
La teneur en phosphore est généralement limitée à moins de 0,15% en fonction des exigences des propriétés mécaniques, mais certaines pièces en fonte grise de machine-outil (souvent en fonte inoculée) doivent être utiles - résistantes, et la teneur en phosphore peut être augmentée à environ 0,3% ~ 0,5% ou plus.
4. Quatre interdictions lors de l'utilisation d'inoculants pour l'inoculation gris en fonte
Les inoculants utilisés pour la fonte grise peuvent être classés en fonction de la fonction, des éléments principaux, de la forme, etc. Il y a quatre tabous lorsque vous utilisez des inocules pour l'inoculation gris en fonte:
Premièrement, l'inoculant doit être séché avant utilisation.
Deuxièmement, il est interdit d'utiliser du silicium pur ou du ferrosilicon pur comme inoculants
Troisièmement, l'inoculant ne peut pas être ajouté à la hâte et la méthode doit être particulière.
Quatrièmement, la taille des particules de l'inoculant
Cinq. Défauts possibles des pièces moulées en fer gris
Dans la production de pièces moulées en fer gris, les défauts courants de la moulage comprennent: les pores, la composition et les performances non qualifiées, les fissures chaudes et les fissures froides, le rétrécissement et le rétrécissement, les yeux du scorie et les haricots en fer, la fermeture du froid et l'insuffisance versant, les yeux de sable et les inclusions de sable, les problèmes de charnu Fmension et versement, qualité de sable, nettoyage des chutes de sable, etc. Par conséquent, une analyse spécifique est nécessaire pour prendre des mesures appropriées et raisonnables pour les résoudre.
Dans la production de pièces moulées en fer gris, les défauts courants de la moulage comprennent: les pores, la composition et les performances inadaptées, les fissures chaudes et les fissures froides, le rétrécissement et le rétrécissement, les yeux du laitier et les haricots en fer, la fermeture à froid et l'insuffisance versant, les yeux de sable et les inclusions de sable, la viande et les malalignes, la déformation, etc. et verser, la qualité du sable, le nettoyage des chutes de sable, etc. Par conséquent, une analyse spécifique est nécessaire pour prendre des mesures appropriées et raisonnables pour les résoudre.