Paano dagdagan ang pagpahaba ng QT450 ductile iron sa higit sa 22%?

Paano natin madaragdagan ang pagpahaba sa higit sa 22% habang pinapanatili ang parehong lakas ng makunat? Nangangailangan ito ng pagsisimula sa "microstructure" at paggawa ng mga pinong pagsasaayos ng proseso. 

Pangunahing ideya: I-maximize ang plasticity at tigas ng matrix habang pinapanatili ang sapat na lakas. Sa partikular, nangangahulugan ito ng pagkuha ng mas maraming ferrite matrix hangga't maaari habang tinitiyak ang mataas na kalidad ng mga graphite ball. Ang mga sumusunod ay tiyak na mga teknikal na ruta at hakbang: Una, tumpak na pagsasaayos ng kemikal na komposisyon (basic). Ang kasalukuyang komposisyon ng QT450 ay maaaring para lamang sa layunin ng "pagtugon sa mga pamantayan", at upang makamit ang mataas na pagpahaba, kinakailangan na umunlad patungo sa "mataas na paglilinis" at "balanse". 

1. Katumbas ng Carbon: Katamtamang tumaas, sumandal sa diskarte sa mataas na carbon: Habang tinitiyak na walang lumulutang na grapayt, subukang taasan ang nilalaman ng carbon (inirerekomenda 3.6% -3.9%) at kontrolin ang nilalaman ng silicon nang naaangkop. Maaari nitong mapataas ang bilang ng mga graphite ball, mapabuti ang thermal conductivity, bawasan ang solidification shrinkage, at ito ay kapaki-pakinabang para sa pagpapabuti ng lakas at plasticity. Ang carbon equivalent (CE) ay inirerekomenda na kontrolin sa pagitan ng 4.3% at 4.5%. 

2. Silicon: Kontrolin ang panghuling diskarte sa nilalaman ng silikon: Ang Silicon ay isang solidong elemento ng pagpapalakas ng solusyon, at ang labis na silikon ay makabuluhang bawasan ang plasticity. Sa saligan ng pagtiyak ng pagbuo ng ferrite, kontrolin ang panghuling nilalaman ng silikon (nilalaman ng silikon pagkatapos ibuhos) sa isang mas mababang antas ng 2.2% -2.5%. Upang makamit ito, maaaring gumamit ng mababang silicon spheroidizing agent at maaaring magdagdag ng silikon sa pamamagitan ng mga inoculant. 

3. Manganese: Extreme Reduction (Key!) Strategy: Ang Manganese ay isang stable na elemento sa pearlite at napakahilig sa segregation sa mga hangganan ng butil, na bumubuo ng mga brittle phase at pagiging "number one killer" ng elongation. Ang nilalaman ng mangganeso ay dapat bawasan mula sa maginoo<0.3% hanggang <0.15%, na may perpektong estado na<0.10%. Ito ang pinaka-epektibo at matipid na paraan ng kemikal upang makamit ang isang rate ng pagpahaba ng higit sa 22%. 

4. Phosphorus at sulfur: Ultimate purification ng phosphorus: Formation ng brittle phosphorus eutectic. Layunin: ≤ 0.03%, mas mababa ang mas mahusay. Sulfur: Pagkonsumo ng mga spheroidizing agent at pagbuo ng mga inklusyon. Ang sulfur content ng orihinal na molten iron bago ang spheroidization ay ≤ 0.012%. 

5. Mga elemento ng interference: Mahigpit na kontrolin at subaybayan ang mga elemento tulad ng titanium, chromium, vanadium, lata, antimony, atbp. Maaari nilang patatagin ang pearlite o bumuo ng mga nakakapinsalang karbida. 

Ang paggamit ng mga ahente ng spheroidizing na naglalaman ng mga bakas ng mga bihirang lupa (cerium, lanthanum) ay maaaring neutralisahin ang kanilang mga nakakapinsalang epekto.

 2、 Ang pagpapalakas sa proseso ng spheroidization at incubation (core) ay isang mapagpasyang hakbang sa pagpapabuti ng kalidad at dami ng mga graphite ball. 

1. Paggamot sa spheroidization: Hinahabol ang katatagan at lambot. Spheroidizing agent: Pagpili ng low magnesium, low rare earth, at high-purity spheroidizing agents. Halimbawa, ang isang spheroidizing agent na may Mg content na 5% -6% ay maaaring mabawasan ang tendensya ng white casting at pag-urong ng stress na dulot ng sobrang magnesium. Proseso: Paggamit ng mga pamamaraan tulad ng capping at wire feeding upang matiyak ang maayos na reaksyon ng spheroidization, stable na rate ng pagsipsip, at pinababang magnesium light dust. 

2. Paggamot sa pagkamayabong: Ang pangunahing layunin ay upang makabuluhang taasan ang bilang ng mga graphite ball sa higit sa 150/mm ² at pagbutihin ang bilog ng mga bola. Fertility agent: Gumamit ng mahusay na fertility agent, tulad ng mga naglalaman ng strontium, barium, at zirconium, na may malakas na anti-aging na kakayahan at magandang nucleation effect. Craftsmanship: "Multiple incubation" ang dapat gamitin! Isang pagbubuntis: isinasagawa sa loob ng spheroidization bag. Secondary/Accompanying Pregnancy: Ito ang pinakamahalaga! Sa panahon ng pagbuhos, ang fine particle inoculant ay pantay na idinaragdag sa daloy ng tubig na bakal sa pamamagitan ng isang nakalaang feeder. Maaari itong magbigay ng isang malaking bilang ng instantaneous crystalline core, na siyang pangunahing paraan upang madagdagan ang bilang ng mga graphite sphere. Intratype incubation: Kung pinahihintulutan ng mga kondisyon, itakda ang mga bloke ng incubation sa sistema ng pagbuhos para sa ikatlong incubation. 

3, I-optimize ang proseso ng pagtunaw at paglamig 

1 Pag-smelting: Paggamit ng high-purity na pig iron at malinis na scrap steel upang kontrolin ang mga mapaminsalang elemento mula sa pinagmulan. Inirerekomenda na itakda ang temperatura ng pagtapik sa pagitan ng 1530-1560 ℃ at payagan itong tumayo sa isang angkop na mataas na temperatura upang mapadali ang pataas na paggalaw ng mga inklusyon. 

2. Rate ng paglamig: Para sa manipis na pader na mga bahagi, ang pagpapabilis ng paglamig ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa pagtaas ng perlite at pagpapabuti ng lakas, ngunit hindi ito nakakatulong sa pagpahaba. Para sa QT450 na humahabol ng mataas na pagpahaba, ang rate ng paglamig ay dapat na naaangkop na bawasan, tulad ng paggamit ng mga insulation risers, pampalapot na sprues, pag-optimize ng mga proseso ng paghahagis (tulad ng paggamit ng resin sand sa halip na mga metal molds), atbp., upang itaguyod ang pagbuo ng ferrite at ang buong paglaki ng grapayt. 

4、 Heat treatment: Ang pinaka-maaasahang garantiya ay kung ang mga as cast properties ay hindi pa rin matatag pagkatapos ng mga pagsasaayos sa proseso sa itaas (lalo na dahil sa hindi pantay na kapal ng pader na nagiging sanhi ng pearlite sa ilang mga lugar), kung gayon ang ferritization annealing ay ang pinaka-maaasahang paraan upang makamit ang isang elongation rate na higit sa 22%. 

Ruta ng proseso: 

1 Yugto ng mataas na temperatura: Painitin hanggang 900-920 ℃ at hawakan ng 1-3 oras (depende sa kapal ng dingding). Ang layunin ay gawing austenite ang lahat ng pearlite. 

2. Katamtamang yugto ng temperatura: Dahan-dahang palamig (o direktang ilipat) ang furnace sa 700-730 ℃ at panatilihin itong mainit sa loob ng 2-4 na oras. Ang yugtong ito ay mahalaga dahil nagbibigay ito ng sapat na oras para sa supersaturated na carbon sa austenite na mamuo sa orihinal na mga graphite sphere, at sa gayon ay ganap na nagiging ferrite. 

3. Paglabas mula sa furnace: Pagkatapos, maaari itong palamigin hanggang sa ibaba 600 ℃ at ilalabas mula sa furnace para sa paglamig ng hangin. Epekto: Pagkatapos ng paggamot na ito, ang istraktura ng matrix ay maaaring umabot ng higit sa 95% ferrite, na may isang rate ng pagpahaba na madaling lumampas sa 22%. Kasabay nito, dahil sa pagkakaroon ng mga graphite ball at solid solution strengthening ng silicon, ang tensile strength ay maaari pa ring manatiling stable sa higit sa 450MPa. 

Buod at Roadmap ng Pagkilos 

1. Katayuan ng Diagnosis: Una, suriin ang istrukturang metallograpiko (ferrite ratio, graphite ball morphology at dami) at kemikal na komposisyon (lalo na ang Mn at P content) ng iyong kasalukuyang QT450.

 2. Unahin ang pagsasaayos ng proseso: Hakbang 1: Limitahan ang nilalaman ng Mn sa ibaba 0.15% at kontrolin ang P at S. Hakbang 2: Palakasin ang incubation, lalo na ang pagtiyak ng epektibong pagpapatupad ng inflow incubation. 

3: I-optimize ang komposisyon at magpatibay ng mataas na carbon at mababang silikon na solusyon. 3. Pangwakas na garantiya: Kung ang rate ng elongation ay nag-hover pa rin sa paligid ng 18% -20% pagkatapos ng pagsasaayos ng proseso at hindi maaaring maging matatag sa 22%, kung gayon ang pagpapakilala ng proseso ng ferrite annealing ay isang hindi maiiwasang pagpili. Patuloy nitong maihahatid ang pagganap na kailangan mo. Kung hindi maabot ng tensile strength ang 450 megapascals sa proseso sa itaas, anong uri ng alloy ang dapat gamitin para sa strength defense? Sa QT450 scheme na nagsusumikap ng mataas na pagpahaba (>22%), kung ang elongation ay nakakatugon sa pamantayan at bumababa ang lakas ng makunat, maaaring idagdag ang nickel upang ayusin ang lakas. Ang pangunahing pag-andar at mga benepisyo ng pagdaragdag ng nickel 1 Solid solution strengthening nang walang makabuluhang pagkasira ng plasticity: Ang elemento ng nickel ay matutunaw sa ferrite matrix upang makabuo ng solidong solusyon, at sa gayon ay mapapabuti ang lakas nang hindi makabuluhang binabawasan ang plasticity at tigas. Sa panimula ito ay naiiba sa mga elemento tulad ng mangganeso at posporus.

 Epekto: Kapag sinubukan mong bawasan ang nilalaman ng manganese at pearlite upang makamit ang napakataas na pagpahaba, ang lakas ng makunat ay maaaring dumulas sa gilid ng 450MPa. Sa puntong ito, ang pagdaragdag ng isang maliit na halaga ng nickel ay maaaring magbigay ng isang "safety pad" upang matiyak ang matatag na lakas at pagsunod sa mga pamantayan. 

2. Pinuhin ang istraktura at pagbutihin ang pagkakapareho: Maaaring mapababa ng nikel ang temperatura ng pagbabagong austenite, na tumutulong sa pagpino sa laki ng butil at microstructure, na ginagawang mas pare-pareho ang istraktura ng paghahagis, at sa gayon ay nagpapabuti sa parehong lakas at tibay. 

3. Banayad na epekto ng stabilization ng pearlite: Ang Nickel ay may posibilidad din na patatagin ang pearlite, ngunit ang epekto nito ay hindi gaanong malakas kaysa sa mangganeso. Sa pamamagitan ng pagkontrol sa dami ng karagdagan, posibleng makuha ang karamihan ng ferrite habang ginagamit ito upang makabuo ng maliit na halaga ng pinong pearlite para sa reinforcement. Paano magdagdag ng nickel sa siyentipikong paraan? Kinakailangan: Ang pagdaragdag ng nikel ay dapat isagawa pagkatapos ng mahigpit na pagpapatupad ng lahat ng mga pangunahing pamamaraan na nabanggit sa itaas (mababang Mn, mababang P/S, malakas na incubation, atbp.). Hindi natin maasahan na gagamit ng nickel upang mabayaran ang mga pagkukulang ng mga pangunahing proseso. 1. Dami ng karagdagan at inaasahang epekto: Mababang nickel solution (0.5% -1.0%): Layunin: Upang magbigay ng katamtamang solidong pagpapalakas ng solusyon bilang isang "safety net" para sa lakas. Epekto: Sa halos lahat ng ferritic substrates, ang tensile strength ay maaaring tumaas ng humigit-kumulang 20-40 MPa. Ito ay sapat na upang patuloy na mapataas ang lakas sa mga kritikal na halaga (tulad ng 430-440 MPa) hanggang sa itaas ng 450 MPa, habang may kaunting epekto sa pagpahaba (maaaring bumaba lamang ng 1-2%), at madali pa ring mapanatili ang higit sa 22%. Medium nickel scheme (1.0% -2.0%): Layunin: Habang nagbibigay ng reinforcement, maaari itong magpasok ng maliit na halaga (<10%) ng pearlite. Epekto: Ang pagpapabuti ng lakas ay magiging mas makabuluhan (hanggang sa 50 MPa o higit pa), ngunit bahagyang bababa ang pagpahaba. Kinakailangan ang maingat na kontrol at dapat gawin ang mga pagsasaayos sa pamamagitan ng heat treatment. 2. Pakikipagtulungan sa heat treatment: Bilang cast solution: Kung gusto mong makamit ang mataas na lakas at mataas na plasticity sa bilang cast state na walang heat treatment, ang mababang nickel addition (tulad ng 0.5%) ay isang napaka sopistikadong diskarte. Plano ng paggamot sa init: Kung naplano mo na ang ferrite annealing, ang kahalagahan ng pagdaragdag ng nickel ay kailangang muling suriin. Ang pagsusubo ay mag-aalis ng perlite, at ang solidong solusyon sa pagpapalakas na epekto ng nickel ay nagiging nangingibabaw. Sa puntong ito, ang mababang pagdaragdag ng nikel ay maaari pa ring magbigay ng dalisay ngunit mas malakas na ferrite matrix pagkatapos ng pagsusubo. Ang mga disadvantage at mga pagsasaalang-alang sa gastos ng pagdaragdag ng nickel ay mataas: ang nickel ay isang mamahaling elemento ng alloying na makabuluhang nagpapataas ng mga gastos sa hilaw na materyales. Ang isang mahigpit na pagsusuri sa cost-benefit ay dapat isagawa. Limitadong epekto: Ang Nickel ay hindi isang "panacea", hindi nito mai-save ang isang mahinang substrate na may mahinang spheroidization, nabigong incubation, o mataas na Mn/P na nilalaman. Posibleng pagpasok ng kawalan ng katiyakan: Ang labis na pagdaragdag ng nickel (tulad ng>1.5%) ay maaaring magpatatag ng napakaraming pearlite, na nangangailangan ng mas mataas na temperatura ng pagsusubo o mas mahabang oras ng paghawak upang maalis, pagtaas ng kahirapan at pagkonsumo ng enerhiya ng heat treatment, at sa huli ay maaaring makapinsala sa elongation rate. Itinuturing ng konklusyon at panghuling rekomendasyon ang pagdaragdag ng nickel bilang 'huling fine tuned insurance' sa halip na ang pangunahing paraan. Ang path ng pag-optimize ng performance ay dapat na: 1 Unang priyoridad (foundation at core): Extreme purification: Bawasan ang Mn sa<0.15%, P<0.03%，S<0.012%。 Strong Fertility: Matatag na ipatupad ang "one-time fertility+flow fertility", na may target na graphite ball count na>150/mm ². Pag-optimize ng komposisyon: Gamit ang mataas na katumbas ng carbon (~4.5%), kinokontrol ang panghuling Si sa 2.2% -2.5%. 2. Pangalawang priyoridad (pagsusuri at fine-tuning): Pagkatapos ng mahigpit na pagpapatupad ng unang priyoridad na plano, ibuhos ang mga test bar at subukan ang kanilang pagganap. Kung ang resulta ay nagpapakita na ang elongation rate ay lumampas sa 22% (tulad ng 25% o higit pa), ngunit ang lakas ay nagbabago sa loob ng saklaw na 440-450 MPa, ito ay nasa bingit ng pag-abot sa pamantayan. Kaya desisyon: Sa puntong ito, ang pagdaragdag ng humigit-kumulang 0.5% nickel ay ang pinakamahusay na pagpipilian. Maaari itong makamit ang matatag na lakas sa napakababang halaga (na may kaunting epekto sa pagpahaba) at may pinakamataas na pagiging epektibo sa gastos. 3. Pangatlong priyoridad (panghuling garantiya): Kung ang performance ay hindi pa rin matatag dahil sa casting wall kapal o cooling rate, ang ferritization annealing ay ang pangwakas at pinaka-maaasahang solusyon. Sa ilalim ng proseso ng pagsusubo, kahit na walang pagdaragdag ng nickel, halos palaging posible na matugunan ang mga kinakailangan ng lakas (umaasa sa solidong pagpapalakas ng solusyon ng mga graphite ball at Si) at ultra-high elongation (umaasa sa purong ferrite) nang sabay-sabay. Sa buod, maaaring idagdag ang nickel, ngunit ito ay isang "tonic" sa halip na isang "staple food". Sa paghahangad na ito ng sukdulang pagpapahaba, ang mababang nickel na karagdagan (~0.5%) ay isang matalinong tool na ginamit sa huling yugto upang "tiyak na mapanatili ang lakas".