Grafitni defekti od nodularnog lijeva jedan su od uobičajenih strukturnih nedostataka u dijelovima od nodularnog lijeva debelog i velikog presjeka, nodularnog lijeva s visokim sadržajem silicija i austenitnog nodularnog lijeva. Ima veliki utjecaj na mehanička svojstva odljevaka, koja su sljedeća: Vlačna čvrstoća: Ovisno o volumnom udjelu blok grafita u strukturi, vlačna čvrstoća odljevka smanjit će se za 20%~40%. Istezanje: smanjit će se za 50%~80%. Udarna žilavost: smanjit će se za 50%.
Glavni razlozi za nastanak fragmentiranog grafita su:
1. Sposobnost nukleacije primarnog grafita ili eutektičkog grafita je slaba:
Zbog loših uvjeta hlađenja grafitna jezgra se taloži i potom otapa. U to će vrijeme prehlađena željezna tekućina preferencijalno istaložiti primarne dendrite austenita i rasti, a između austenitnih dendrita nastaju međusobno povezane, uske i dugačke zaostale tekućine. C atomi su prezasićeni u ovim zaostalim tekućinama. Pod ovim uvjetima, C atomi mogu precipitirati samo u kasnom skrućivanju zaostale tekućine željeza. Zbog ograničenja okolnog krutog austenita, on se ne može istaložiti kao normalni sferni grafit, već može samo brzo nukleirati i slobodno rasti, tvoreći višerazgranati fragmentirani grafit raspoređen duž austenitnih dendrita.
2. Pretjerani dodatak rijetkih zemalja i sadržaj štetnih elemenata kao što je sumpor: obično se pojavljuju kada se koristi punjenje peći visoke čistoće.
Mikrosegregacija određenih elemenata također se smatra važnim faktorom u nastanku fragmentiranog grafita. Konkretno, odvajanje elementa rijetke zemlje Ce može dovesti do stvaranja fragmentiranog grafita na granici između austenita i tekuće faze kada je eutektička reakcija blizu krajnje točke. Međutim, potrebno je dodatno proučavanje specifičnog mehanizma.
Sljedeće mjere mogu se poduzeti kako bi se spriječilo da nodularno željezo proizvodi fragmentirane grafitne defekte:
1. Optimizirajte temperaturu izlijevanja kako biste izbjegli pretjerano visoke ili niske temperature izlijevanja koje imaju negativne učinke na morfologiju grafita. Općenito govoreći, temperaturu izlijevanja treba kontrolirati unutar odgovarajućeg raspona kako bi se osiguralo da se grafit može potpuno istaložiti i formirati dobar sferni oblik.
2. Strogo kontrolirajte sastav rastaljenog željeza, uključujući ekvivalent ugljika, sadržaj silicija, zaostalu količinu rijetke zemlje i magnezija itd., kako biste osigurali da su unutar odgovarajućeg raspona kako biste izbjegli nedostatke poput plutajućeg grafita i fragmentiranog grafita.
3. Upotrijebite jaki inokulant (silicij barij Ba4-6) i usvojite proces trenutnog odgođenog cijepljenja (silicij stroncij Sr1-1.2), koji ne samo da može dati rastaljenom željezu veliki broj čestica jezgre , ali i spriječiti propadanje inokulacije, osigurati da nodularni ljev ima dovoljno grafitnih kuglica tijekom eutektičkog skrućivanja i smanjiti grafitizaciju defekti.
4. Poboljšajte kompaktnost i ujednačenost pješčanog kalupa, osigurajte da kalup za lijevanje ima dovoljnu krutost i izbjegnite grafitne nedostatke uzrokovane deformacijom pješčanog kalupa.
5. Racionalno dizajnirajte sustav za izlijevanje i uspon kako biste osigurali da rastaljeni metal može glatko ispuniti kalup i sekvencijalno se skrutnuti kako bi se smanjila pojava nedostataka kao što su šupljine skupljanja i skupljanje.
6. Toplinska obrada odljevaka, kao što je žarenje ili normalizacija, kako bi se dodatno poboljšala morfologija grafita i struktura matrice i poboljšala izvedba odljevaka.
Za obradu debelih i velikih presjeka odljevaka, uz korištenje teških sferoidizatora rijetkih zemalja koji su relativno otporni na recesiju, također je potrebno koristiti odgovarajuću količinu visokoučinkovitih kompozitnih inokulanata za višestruka inokulacije. Sposobnost nukleacije i rasta grafita u rastaljenom željezu može se poboljšati do određene mjere kako bi se spriječila njegova recesija, što može učinkovito riješiti problem fragmentiranog grafita.
