Nodularizarea este o tehnologie de transformare a grafitului în fulgi din fonta obișnuită în grafit sferoidal, pentru a îmbunătăți rezistența și duritatea fontei ductile.
De ce nodulizarea poate face fonta mai puternică?
Înainte de nodularizare, grafitul din fontă are formă de fulgi, care este neregulat de fulgi și are „efect de despicare”, marginile și vârfurile ascuțite vor întâlni concentrația de stres atunci când sunt solicitate.
Grafitul în fulgi este ca nenumărate lame mici blocate în matricea de fier. Când se aplică o presiune, aceste lame taie prin matrice și provoacă o fractură imediată -, de aceea fonta obișnuită se sparge ușor atunci când este căzută.
După nodulizare, grafitul s-a transformat într-o formă sferică rotundă, cu o suprafață netedă, fără margini și colțuri ascuțite, poate încărca uniform stresul fără concentrarea locală a tensiunii atunci când este stresat.
Grafitul sferic este ca nenumărate bile de oțel netede, încorporate uniform în matricea de fier. Când sunt încărcate, aceste sfere dispersează forțele de impact și tamponează deformarea, fără a tăia matricea. Acesta este motivul pentru care fonta ductilă combină avantajele fontei - rezistență excelentă la uzură, turnabilitate ușoară și costuri reduse - cu rezistența și tenacitatea ridicate a oțelului. Acesta este și motivul principal pentru care poate „înlocui oțelul cu fier”.
Cum poate fi nodulizat fierul ductil?
01
Pretratarea fierului topit - Scăpați de generatorul de probleme numărul unu
Sulful din fontă va consuma agentul de sferoidizare și va împiedica creșterea grafitului, ceea ce va face ca grafitul să crească înapoi în fulgi.
Prin urmare, primul pas este îndepărtarea substanței dăunătoare - sulf.
Metoda cheie este adăugarea de pulbere de magneziu pentru fesulfurare, pentru a se asigurasulf Mai mic sau egal cu 0,03%.
02
NODULIZER - Forțează grafitul să crească în formă sferică
Natura grafitului este să crească sălbatic într-o direcție aplatizată și alungită, care este grafit fulgi în fontă obișnuită;
Nodulizantul elimină în primul rând sulful - generator de probleme; apoi aderă ferm la „vârfurile” de creștere ale grafitului, blochează calea ca grafitul să crească sălbatic într-o singură direcție, forțează grafitul să crească uniform în toate direcțiile.
03
Inoculant - pentru a obține sfere de grafit numeroase, dense și uniforme
Tratamentul de inoculare este diferit de cel de sferoidizare:
- Tratament de sferoidizare - Forțați grafitul să crească într-o formă sferică
- Tratamentul de inoculare - Inoculantul poate asigura că fierul topit este umplut cu „semințele” de creștere ale bilelor de grafit peste tot, asigurându-se că bilele mici sunt numeroase, mici și distribuite uniform, astfel încât să nu fie un grup de bile mari în unele locuri și nicio bile în altele.
04
Turnare rapidă - Nu lăsa efectul de sferoidizare să „expiră”
La fel ca o sticlă de sifon odată deschisă, efectul de sferoidizare are o perioadă de estompare.
Dacă fierul topit rămâne prea mult timp, efectul agentului de sferoidizare va dispărea treptat, iar grafitul va reveni la forma sa naturală de fulgi. Fonta ductilă se va transforma din nou în fontă obișnuită, iar toată munca anterioară va fi irosită.
Prin urmare, după tratamentul cu sferoidizare și inoculare, lăsăm fierul topit să stea câteva zeci de secunde pentru a finaliza complet reacția, îndepărtam zgurele de la suprafață și apoi trebuie să turnăm fierul topit în matrița de turnare în 7-15 minute.
Efect de nodularizare și indicatori de calitate
- Nodularitate: proporția de grafit sferoidal Mai mare sau egală cu 85% (cu cât mai mare, cu atât mai bine).
- Diametrul nodulului: mai mic sau egal cu 15μm (fin și uniform).
- Sfericitate: Nodulii de grafit sunt aproape de un cerc perfect.
- Magneziu rezidual: 0,03%-0,06% (prea scăzut duce la o nodularizare slabă, prea mare este predispus la porozitate).
Semnificația nodularizării
- Salt de performanță: Rezistența la tracțiune ajunge la 400-900MPa, alungirea 5%-20%, apropiată de cea a oțelului.
- Utilizat pe scară largă: Înlocuiește oțelul turnat și oțelul forjat și poate fi utilizat în șasiu de automobile, conducte, angrenaje, mașini-unelte, energie eoliană și alte domenii.
Probleme de calitate a nodularizării
- Nodularizare slabă: Grafitul este fulger sau floculant → magneziu rezidual insuficient, conținut prea mare de sulf, temperatură prea scăzută.
- Degradarea nodularizării: Efectul de nodularizare scade înainte de turnare → ardere de magneziu, timp de rezidență prea lung.
- Structură răcită: Marginea turnării este dură și fragilă → inoculare insuficientă, nodulizant excesiv.
Este adevărat că fierul cenușiu devine fier ductil după nodularizare?
Fonta cenușie nu poate fi transformată în fontă ductilă calificată prin simplu tratament de nodulizare, deoarece sistemele lor de compoziție inerente sunt fundamental diferite, iar fonta ductilă calificată necesită un control strict al compoziției pre-topirii plus procese de nodulizare și inoculare potrivite, mai degrabă decât un simplu tratament al fontului cenușiu.
