Grafitul Spike este un defect de morfologie de grafit în fier ductil, caracterizat prin grafit în forma de grafit alungit, curbat sau furcat, similar cu un unghie.
Următoarele sunt motivele formării sale:
1. Tratamentul de sferoidizare a sferoidizării are ca rezultat un magneziu rezidual scăzut și un conținut rar de pământ, care nu poate neutraliza eficient elementele nocive în fier topit.
(1) Sferoidizare slabă:
În timpul sferoidizării, dacă magneziul rezidual și conținutul de pământ rar este scăzut, sau cantitatea de sferoidizator adăugată este insuficientă, morfologia grafitului poate fi anormală, formând astfel grafit în formă de vârf. Acest lucru se datorează faptului că magneziul și elementele rare ale pământului sunt elemente cheie în procesul de sferoidizare, care pot promova grafitul pentru a forma sfere obișnuite. Dacă conținutul acestor elemente este insuficient, grafitul nu poate fi sferoidizat normal, formând astfel vârfuri sau alte forme neregulate.
(2) Inoculare slabă:
Tratamentul de inoculare este de a promova precipitațiile de grafit și de a rafina boabele. Dacă inocularea este slabă, va duce la întârzierea precipitațiilor de grafit sau a precipitațiilor insuficiente și va afecta, de asemenea, creșterea normală a structurii matricei. În acest caz, grafitul poate forma o formă alungită, curbată sau furcă, adică grafit în formă de vârf. Inocularea slabă poate fi, de asemenea, însoțită de defecte, cum ar fi numărul de noduli scăzute de grafit și solidificarea hipoeutectică, ceea ce agravează în continuare formarea de grafit în formă de vârf.
În procesul de producție al fierului ductil, parametrii procesului de sferoidizare și tratament de inoculare trebuie să fie strict controlați pentru a se asigura că grafitul poate fi sferoidizat normal și boabele pot fi rafinate, evitând astfel apariția de defecte, cum ar fi grafitul în formă de unghii.
2. Temperatura fierului topit este prea mare sau timpul de izolare este prea lung, ceea ce duce la precipitația și dizolvarea nucleelor de grafit sau creșterea grafitului este perturbată.
(1) Temperatura de turnare este prea mare:
Acesta va reduce activitatea de suprafață a fierului topit și vor apărea cu ușurință defecte precum porii, cavitățile de contracție și găurile de arsură. În același timp, o temperatură prea ridicată va face ca nucleul de grafit să precipită și apoi să se dizolve sau să interfereze cu creșterea normală a grafitului, crescând astfel riscul de a forma grafit în formă de vârf.
(2) fierul topit este menținut cald prea mult timp:
Acesta va oferi nucleului de grafit suficient timp pentru a precipita și apoi a se dizolva, sau va fi deranjat de alți factori și nu poate fi sferoidizat normal, rezultând în formarea de grafit în formă de vârf.
(3) Temperatura de turnare este prea scăzută:
Deși o temperatură mai mică de turnare este favorabilă obținerii fierului ductil cu o structură densă și o rezistență ridicată, dacă temperatura este prea scăzută, fluiditatea fierului topit va fi slabă și va fi dificil să scape gazul, formând astfel pori sau incluziuni. Acești pori sau incluziuni pot deveni punctul de plecare pentru creșterea anormală a grafitului, apoi pot forma grafit în formă de vârf.
3. Urmele elemente precum plumbul și arsenicul depășesc standardul și nu sunt neutralizate eficient de elemente rare ale Pământului.
(1) plumb:
Plumbul poate forma compuși la interfața de fier-grafit, împiedicând procesul de creștere a sferelor de grafit, ceea ce duce la formarea de grafit asemănător cu vârful. În același timp, plumbul formează cu ușurință fire de plumb în fier ductil, inducând îmbrățișarea hidrogenului și coroziunea stresului, ceea ce duce la fractura fierului ductil.
(2) Arsenic:
Ca element de impuritate, Arsenicul va reduce puterea și duritatea fierului ductil și va crește fragilitatea. Arsenicul sublimate cu ușurință la granițele de cereale, formând pori minusculi și fisuri. Acești pori și fisuri pot determina morfologia anormală a grafitului să formeze grafit asemănător unghiilor.
(3) Bismut:
Spre deosebire de plumb și arsenic, adăugarea de bismut poate îmbunătăți semnificativ proprietățile mecanice ale fierului ductil, poate perfecționa bilele de grafit și le face mai distribuite uniform. Prin urmare, bismutul nu provoacă de obicei formarea de grafit cu vârf, ci mai degrabă ajută la îmbunătățirea proprietăților fierului ductil.
(4) titan:
Deși titanul poate îmbunătăți rezistența și duritatea fierului ductil și poate îmbunătăți microstructura, titanul excesiv sau interacțiunea dintre titan și alte elemente pot duce la morfologie anormală a grafitului. Cu toate acestea, mecanismul specific prin care titanul duce la formarea de grafit asemănător cu vârful este relativ complex și nu este influența principală a acestuia. În condiții normale, adăugarea unei cantități adecvate de titan va contribui la îmbunătățirea performanței fierului ductil.
În rezumat, formarea de grafit asemănător unui pic în fier ductil este afectată de cele trei motive de mai sus. Acest grafit asemănător unui vârf va reduce semnificativ rezistența la tracțiune și duritatea fierului ductil, va crește fragilitatea și va distruge, de asemenea, continuitatea structurii matricei, reducând performanța generală a turnării.
