Burdinurtu grisean erabili ohi diren elementuen eginkizuna
1.Karbonoa eta silizioa: Karbonoa eta silizioa grafitizazioa biziki sustatzen duten elementuak dira. Karbono baliokidea burdinurtu grisaren egitura metalografikoan eta propietate mekanikoetan duten efektuak ilustratzeko erabil daiteke. Karbonoaren baliokidea handitzeak grafito-malutak lodiagoak izatea, kopurua handitzea eta indarra eta gogortasuna gutxitzea eragiten du. Aitzitik, karbono-baliokidea murrizteak grafito-kopurua murriztu dezake, grafitoa findu eta austenita-dendrita primarioen kopurua handitu daiteke, eta, horrela, burdinurtu grisaren propietate mekanikoak hobetu daitezke. Hala ere, karbono baliokidea murrizteak galdaketa-errendimendua gutxitzea ekarriko du.
2.Manganesoa: Manganesoa bera karburoak egonkortzen dituen eta grafitizazioa oztopatzen duen elementua da. Burdinurtu grisean perlita egonkortzeko eta fintzeko eragina du. Mn = % 0,5 eta % 1,0 arteko tartean, manganesoaren kantitatea handitzeak indarra eta gogortasuna hobetzeko lagungarria da.
3.Fosforoa: burdinurtuzko fosforo-edukia % 0,02 gainditzen duenean, granular arteko fosforo eutektika gerta daiteke. Fosforoaren disolbagarritasuna austenitan oso txikia da. Burdinurtua solidotzen denean, fosforoa, funtsean, likidoan geratzen da. Solidotze eutektikoa ia amaitzen denean, talde eutektikoen artean geratzen den fase likidoaren konposizioa konposizio eutektiko ternariotik hurbil dago (Fe-2, C-7, P). Fase likido hau 955 ℃ inguruko solidotzen da. Burdinurtua solidotzen denean, molibdenoa, kromoa, wolframioa eta banadioa fosforoan aberatsa den fase likidoan bereizten dira, fosforo eutektiko kopurua handituz. Burdinurtuaren fosforo-edukia handia denean, fosforo-eutektikaren beraren eragin kaltegarriez gain, metalezko matrizean dauden aleazio-elementuak ere murriztuko ditu, eta, ondorioz, aleazio-elementuen eragina ahuldu egingo da. Fosforo-likido eutektikoa solidotzen eta hazten den talde eutektikoaren inguruan mamitsua da, eta zaila da solidotzearen uzkurtzean berriz betetzea, eta galdaketak uzkurtzeko joera handiagoa du.
4.Sufrea: burdina urtuaren jariakortasuna murrizten du eta galdaketak bero pitzatzeko joera areagotzen du. Galdaketan elementu kaltegarria da. Horregatik, jende askok uste du zenbat eta sufre-eduki txikiagoa izan, orduan eta hobeto. Izan ere, sufre-edukia ≤0,05% denean, burdinurtu mota honek ez du funtzionatzen erabiltzen dugun inokulatzaile arruntarentzat. Arrazoia da inokulazioa oso azkar usteltzen dela, eta sarritan orban zuriak agertzen dira galdaketan.
5.Kobrea: kobrea burdinurtu grisaren ekoizpenean gehien gehitzen den aleazio-elementua da. Arrazoi nagusia da kobreak urtze-puntu baxua duela (1083 ℃), urtzen erraza dela eta aleazio efektu ona duela. Kobrearen grafitizazio-gaitasuna silizioarenaren 1/5 ingurukoa da, beraz, burdinurtuak galda zuria izateko joera murriztu dezake. Aldi berean, kobreak austenita eraldaketaren tenperatura kritikoa ere murriztu dezake. Hori dela eta, kobreak perlitaren eraketa susta dezake, perlita edukia handitu eta perlita findu eta bertan perlita eta ferrita indartu ditzake, horrela burdinurtuaren gogortasuna eta indarra areagotuz. Hala ere, zenbat eta kobre kantitate handiagoa izan, orduan eta hobeto. Gehitutako kobre-kopuru egokia % 0,2 eta % 0,4 artekoa da. Kobre kopuru handia gehitzean, aldi berean eztainua eta kromoa gehitzea kaltegarria da ebaketa-errendimendurako. Sorbita egitura kopuru handia sortuko da matrizearen egituran.
6.Kromoa: kromoaren aleazio-efektua oso indartsua da, batez ere kromoa gehitzeak burdina urtuaren galdaketa zuria izateko joera areagotzen duelako, eta galdaketa erraza da txikitzen, hondakinak sortzen direlako. Horregatik, kromo kantitatea kontrolatu behar da. Alde batetik, urtutako burdinak kromo kopuru bat edukitzea espero da, galdaketaren indarra eta gogortasuna hobetzeko; bestalde, kromoa zorrozki kontrolatzen da beheko mugan, galdaketa uzkurtu eta txatarra-tasa igo ez dadin. Esperientzia tradizionalak dio jatorrizko burdina urtuaren kromo edukiak % 0,35 gainditzen duenean galdaketan eragin larria izango duela.
7. Molibdenoa: molibdenoa konposatuak osatzeko elementu tipikoa eta perlita egonkortzeko elementu sendoa da. Grafitoa findu dezake. ωMo <0,8% denean, molibdenoak perlita findu eta ferrita perlita indartu dezake, horrela burdinurtuaren indarra eta gogortasuna eraginkortasunez hobetuz.
Burdinurtu grisaren hainbat arazo nabarmendu behar dira
1.Gehiegi berotzea edo euste-denbora luzatuz gero, urtzean dauden nukleo heterogeneoak desager daitezke edo haien eraginkortasuna murriztea, austenita aleen kopurua murriztuz.
2.Titaniumak austenita primarioa burdinurtu grisean fintzeko eragina du. Titanio-karburoak, nitruroak eta karbonitruroak austenita-nukleaziorako oinarri izan daitezkeelako. Titanioak austenitaren muina handitu dezake eta austenita aleak findu ditzake. Bestalde, urtutako burdinean Ti gehiegi dagoenean, burdinaren S-ak Tirekin erreakzionatuko du Mn-rekin ordez TiS partikulak sortzeko. TiS-en grafito-nukleoa ez da MnSrena bezain eraginkorra. Hori dela eta, grafito eutektikoaren nukleoaren eraketa atzeratu egiten da, eta horrela, austenita primarioaren prezipitazio-denbora handitzen da. Vanadioa, kromoa, aluminioa eta zirkonioa titanioaren antzekoak dira, karburoak, nitruroak eta karbonitruroak oso errazak baitira eta austenita-nukleo bihur daitezke.
3.Desberdintasun handiak daude hainbat inokulatzailek multzo eutektikoen kopuruan dituzten eraginetan, ordena honetan ordenatuta daudenak: CaSi>ZrFeSi>75FeSi>BaSi>SrFeSi. Sr edo Ti dituen FeSik eragin ahulagoa du kluster eutektikoen kopuruan. Lur arraroak dituzten inokulatzaileek dute efekturik onena, eta efektua nabarmenagoa da Al eta Nrekin konbinatuta gehitzen direnean. Al eta Bi dituen ferrosilikonak asko handitu dezake multzo eutektikoen kopurua.
4. Erdigune gisa grafito-nukleoekin eratutako grafito-austenita bi faseko hazkuntza sinbiotikoko aleei multzo eutektiko deitzen zaie. Grafito-agregazio azpimikroskopikoak, urtu gabeko grafito-partikula hondar, grafito-maluta adarrak, urtze-puntu handiko konposatuak eta burdina urtuan dauden eta grafito eutektikoaren nukleoak izan daitezkeen gas-inklusioak ere dira multzo eutektikoen nukleoak. Nukleo eutektikoa kluster eutektikoaren hazkuntzaren abiapuntua denez, kluster eutektikoen kopuruak burdin likido eutektikoan grafito bihurtu daitekeen nukleoen kopurua islatzen du. Kluster eutektikoen kopuruari eragiten dioten faktoreak honako hauek dira: konposizio kimikoa, burdina urtuaren nukleoaren egoera eta hozte-abiadura.
Konposizio kimikoan karbono eta silizio kantitateak eragin handia du. Karbonoaren baliokidea konposizio eutektikotik zenbat eta hurbilago egon, orduan eta multzo eutektiko gehiago daude. S burdinurtu grisaren multzo eutektikoei eragiten dien beste elementu garrantzitsu bat da. Sufre-eduki baxua ez da kluster eutektikoak handitzeko lagungarria, urtutako burdinako sulfuroa grafitoaren nukleoaren substantzia garrantzitsua delako. Gainera, sufreak nukleo heterogeneoaren eta urtuaren arteko interfase-energia murrizten du, nukleo gehiago aktibatu ahal izateko. W (S) % 0,03 baino txikiagoa denean, multzo eutektikoen kopurua nabarmen murrizten da, eta inokulazioaren eragina murrizten da.
Mn-ren masa-frakzioa %2ren barruan dagoenean, Mn-kopurua handitzen da, eta horren arabera handitzen da multzo eutektikoen kopurua. Nb-k karbono eta nitrogeno konposatuak sortzea erraza da urtutako burdinean, eta grafito-nukleo gisa jokatzen du multzo eutektikoak handitzeko. Ti eta V multzo eutektikoen kopurua murrizten dute banadioak karbono-kontzentrazioa murrizten duelako; titanioak erraz harrapatzen du S MnS eta MgS titanio sulfuroa sortzeko, eta bere nukleazio gaitasuna ez da MnS eta MgS bezain eraginkorra. Burdina urtutako N-k multzo eutektikoen kopurua handitzen du. N edukia 350 x10-6 baino txikiagoa denean, ez da agerikoa. Balio jakin bat gainditu ondoren, superhozte-maila handitzen da, eta horrela kluster eutektikoen kopurua handitzen da. Burdina urtutako oxigenoak erraz sortzen ditu hainbat oxido inklusioak nukleo gisa, beraz, oxigenoa handitzen den heinean, multzo eutektikoen kopurua handitzen da. Osaera kimikoaz gain, urtze eutektikoaren muina-egoera eragin-faktore garrantzitsua da. Tenperatura altua eta gehiegi berotzea denbora luzez mantentzeak jatorrizko nukleoa desagertzea edo txikitzea eragingo du, multzo eutektikoen kopurua murriztu eta diametroa handituko du. Inokulazio tratamenduak core egoera asko hobetu dezake eta kluster eutektikoen kopurua handitu dezake. Hozte-abiadurak kluster eutektikoen kopuruan oso eragin nabaria du. Zenbat eta azkarrago hoztu, orduan eta multzo eutektiko gehiago daude.
5.Kulster eutektikoen kopuruak zuzenean islatzen du ale eutektikoen lodiera. Oro har, ale finek metalen errendimendua hobetu dezakete. Konposizio kimiko eta grafito mota beraren premisaren arabera, kluster eutektikoen kopurua handitzen den heinean, trakzio-erresistentzia handitzen da, kluster eutektikoen grafito xaflak finagoak direlako kluster eutektikoen kopurua handitzen den heinean, eta horrek indarra areagotzen du. Hala ere, silizio-edukia handitzearekin batera, talde eutektikoen kopurua nabarmen handitzen da, baina indarra murrizten da; burdinurtuaren indarra gainberoaren tenperatura igotzen den heinean (1500 ℃raino), baina une honetan, talde eutektikoen kopurua nabarmen jaisten da. Epe luzerako inokulazio-tratamenduak eragindako talde eutektikoen aldaketa-legearen eta indarraren igoeraren arteko erlazioak ez du beti joera bera izaten. Si eta Ba dituen FeSi-rekin inokulazio-tratamenduarekin lortutako indarra CaSirekin lortutakoa baino handiagoa da, baina burdinurtuzko talde eutektikoen kopurua CaSirena baino askoz txikiagoa da. Talde eutektikoen kopurua handitzean, burdinurtuaren uzkurtze-joera handitzen da. Zati txikietan uzkurdura sortzea saihesteko, talde eutektikoen kopurua 300 ~ 400/cm2-tik behera kontrolatu behar da.
6. Inokulatzaile grafitizatuetan superhoztea sustatzen duten aleazio-elementuak (Cr, Mn, Mo, Mg, Ti, Ce, Sb) gehitzeak burdinurtuaren superhozte-maila hobetu dezake, aleak findu, austenita-kopurua areagotu eta eratzea sustatzen du. perlita. Gehitutako gainazal-elementuak (Te, Bi, 5b) grafito-nukleoen gainazalean xurga daitezke grafitoaren hazkundea mugatzeko eta grafitoaren tamaina murrizteko, propietate mekaniko integralak hobetzeko, uniformetasuna hobetzeko eta antolakuntza-erregulazioa areagotzeko helburua lortzeko. Printzipio hau karbono handiko burdinurtuaren ekoizpen praktikan aplikatu da (esaterako balazta-piezenak).
Argitalpenaren ordua: 2024-05-05
