Pourquoi la fonte à graphite vermiculaire est-elle meilleure que la fonte grise en termes de résistance à la chaleur ?
Pourquoi la fonte à graphite vermiculaire résiste-t-elle mieux à la chaleur que la fonte grise ?
Morphologie du graphite : Le graphite de la fonte à graphite vermiculaire est en forme de ver-, court et épais, avec des extrémités émoussées. Cette morphologie rend le graphite plus étroitement lié à la matrice métallique, ce qui peut entraver efficacement le transfert de chaleur, et a peu d'effet coupant sur la matrice à haute température, réduisant ainsi la concentration des contraintes thermiques. Le graphite en lamelles de la fonte grise est pointu et mince, comme une « source de fissure », ce qui provoque facilement la propagation de fissures sous une contrainte thermique à haute température et réduit la résistance thermique.
Structure matricielle : un agent vermiculaire et un inoculant sont ajoutés pendant le processus de production de fonte à graphite vermiculaire pour rendre la structure matricielle plus dense et uniforme, avec moins de ségrégation des composants. Cela lui permet de maintenir une bonne stabilité de la structure organisationnelle à des températures élevées et de réduire la dégradation des performances causée par les changements organisationnels. La structure matricielle de la fonte grise est pauvre en uniformité et en densité et est sujette à des problèmes tels qu'une organisation grossière et lâche à haute température, affectant la résistance thermique.
Composition chimique : La fonte à graphite vermiculaire contient souvent une certaine quantité d'éléments d'alliage, tels que des terres rares et du magnésium. Ces éléments peuvent améliorer la résistance à l'oxydation et la résistance à haute température de la fonte et améliorer la résistance à la chaleur. Par exemple, les éléments de terres rares peuvent purifier le fer fondu, améliorer la fluidité du fer fondu, affiner les grains, améliorer l'organisation et améliorer la résistance à l'oxydation et la résistance à la fatigue thermique. La fonte grise a généralement une faible teneur en éléments d'alliage, et sa résistance à l'oxydation et sa résistance à haute température ne sont pas aussi bonnes que celles de la fonte à graphite vermiculaire.
2. Pourquoi la fonte à graphite vermiculaire a-t-elle une bonne résistance à la chaleur ?
Résistance à l'oxydation plus élevée : dans un environnement à haute température, la fonte à graphite vermiculaire peut former un film d'oxyde dense sur la surface, ce qui peut empêcher le métal interne de s'oxyder davantage, de sorte qu'il ait une meilleure résistance à l'oxydation et puisse résister aux effets à long terme des températures plus élevées.
Meilleure résistance à la fatigue thermique : en raison de la morphologie du graphite et des caractéristiques d'organisation de la matrice de la fonte à graphite vermiculaire, elle peut mieux résister aux effets des contraintes thermiques lors de cycles de chauffage et de refroidissement répétés, réduire la génération et l'expansion de fissures de fatigue thermique et présente une bonne résistance à la fatigue thermique.
Résistance stable à haute-température : à des températures élevées, la fonte à graphite vermiculaire peut toujours conserver une résistance élevée. La stabilité de sa structure matricielle et le rôle des éléments d'alliage le rendent moins susceptible de se déformer et de se briser lorsqu'il est soumis à des charges à haute température-, et il peut fonctionner de manière stable dans un environnement à haute température- pendant une longue période.
D'une manière générale, la fonte à graphite vermiculaire peut maintenir de bonnes performances dans la plage de température de 300 degrés - 800 degrés et convient à une variété de scénarios de travail à haute -température, tels que les cylindres de moteur d'automobile, les tuyaux d'échappement, les moules en verre, etc.
3. Pourquoi la résistance thermique de la fonte grise est-elle mauvaise ?
L'influence de la morphologie du graphite : Le graphite de la fonte grise est lamellaire. Cette morphologie élargit la zone d'interface entre le graphite et la matrice et devient un canal de transfert de chaleur à haute température, accélérant la conduction thermique, provoquant une augmentation rapide de la température globale de la pièce moulée. De plus, les extrémités des paillettes de graphite sont pointues, comme des sources de fissures. Sous l'action d'une contrainte thermique, il est facile de provoquer une expansion des fissures, réduisant ainsi la résistance et la résistance thermique de la pièce moulée.
L'influence de la structure matricielle : La structure matricielle de la fonte grise présente généralement plus de défauts, tels que des pores, des impuretés, etc. À des températures élevées, ces défauts deviendront des sites de concentration de contraintes, ce qui peut facilement conduire à des dommages locaux à l'organisation. Dans le même temps, la structure matricielle est également sujette à la graphitisation à haute température, ce qui réduit les propriétés mécaniques de la pièce moulée et affecte davantage sa résistance thermique.
Influence de la composition chimique : la fonte grise a une faible teneur en éléments d'alliage et manque d'éléments susceptibles d'améliorer la résistance à la chaleur, tels que le chrome, le molybdène et le nickel. Ces éléments d'alliage peuvent former un film d'oxyde dense sur la surface de la pièce moulée, améliorer la résistance à l'oxydation et améliorer la stabilité et la résistance à haute température-de la matrice. En raison de l'absence de ces éléments dans la fonte grise, sa résistance à l'oxydation et à la déformation thermique est faible.
