Résumé du processus de coulée pour le fer ductile moyen manganèse

Le contrôle de la composition chimique du fer ductile moyen du manganèse comprend les points clés suivants pour contrôler chaque élément majeur:

La gamme de teneur en carbone (C) est généralement contrôlée entre 3,0% et 3,8%. Objectif et impact de contrôle: L'augmentation de la teneur en carbone peut améliorer la fluidité et la capacité de graphitisation de la fonte, favoriser la formation de boules de graphite et améliorer la dureté et la résistance à l'usure. Cependant, une teneur en carbone excessive peut faire flotter le graphite et réduire les propriétés mécaniques des pièces moulées; Si la teneur en carbone est trop faible, il est facile de produire une structure de plâtre blanche, ce qui rend la coulée cassante.

La gamme de la teneur en silicium (Si) se situe généralement entre 3,0% et 4,5%. Objectif et impact de contrôle: Le silicium est un élément graphimisant fort qui peut affiner les balles de graphite et améliorer la force et la ténacité de la fonte. La teneur en silicium modérée peut réduire la tendance de la coulée blanche, mais une teneur en silicium excessive peut diminuer la ténacité et augmenter la fragilité des pièces moulées.

Plage de contenu du manganèse (MN): la teneur en manganèse est relativement élevée, généralement entre 5% et 9%. Objectif et impact de contrôle: Le manganèse peut améliorer la force, la dureté et la résistance à l'usure de la fonte, stabiliser la structure de l'austénite et augmenter la durabilité. Cependant, une teneur excessive de manganèse peut conduire à la présence de plus de carbures dans la structure, à réduire la ténacité et à augmenter la sensibilité à la fissure des pièces moulées.

La plage de contenu du phosphore (P) et du soufre (S): la teneur en phosphore doit être aussi faible que possible, généralement contrôlée en dessous de 0,05% à 0,1%; La teneur en soufre est généralement contrôlée en dessous de 0,02% à 0,03%. Objectif et impact de contrôle: Le phosphore augmente la fragilité froide de la fonte, réduit la ténacité et les performances d'impact; Le soufre forme facilement des inclusions de manganèse sulfure avec du manganèse, réduisant les propriétés mécaniques de la fonte et augmentant la tendance de la fissuration chaude.

La gamme de contenu des éléments de terres rares (RE) et du magnésium (Mg): la teneur en éléments de terre rares se situe généralement entre 0,02% et 0,05%, et la teneur en magnésium est comprise entre 0,03% et 0,06%. Objectif et influence de contrôle: les éléments de terres rares et le magnésium sont des éléments clés du traitement des sphéroïdisation, qui peuvent sphéroïder le graphite et améliorer les propriétés mécaniques de la fonte. Cependant, un contenu excessif ou insuffisant peut affecter l'effet de sphéroïdisation, conduisant à une morphologie irrégulière des boules de graphite ou à une diminution du taux de sphéroïdisation.

Structure métallographique du fer ductile moyen du manganèse

Morphologie du graphite - Bonne sphéroïdisation: Après le traitement de la sphéroïdisation, le graphite est uniformément distribué dans une forme sphérique dans la matrice, qui est une caractéristique typique du fer ductile moyen manganèse. Le graphite avec une bonne sphéroïdisation peut réduire efficacement la concentration de stress, améliorer la ténacité et les propriétés mécaniques du matériau. Taille du graphite: la taille des sphères de graphite est généralement relativement uniforme, généralement entre 20 et 80 μm. Les sphères de graphite plus petites peuvent être réparties plus uniformément dans la matrice, affiner la structure et améliorer la force et la ténacité.

Organisation matricielle-

Martensite: Dans l'état AS, le fer ductile moyen manganèse contient souvent une certaine quantité de martensite dans la structure matricielle. La martensite a les caractéristiques d'une dureté élevée et d'une forte résistance, ce qui peut améliorer la résistance à l'usure et la résistance à la compression des pièces moulées. Son contenu se situe généralement entre 20% et 50%, et le contenu de la martensite peut être contrôlé en ajustant la composition chimique et le processus de traitement thermique.

Austénite: L'austénite représente également une certaine proportion dans le fer ductile moyen du manganèse, généralement entre 30% et 60%. L'austénite a une bonne ténacité et une bonne plasticité, peut absorber l'énergie d'impact et améliorer la résistance à l'impact des pièces moulées.

Carbures: Il peut également y avoir des carbures dans la structure de la matrice, tels que les carbures, les carbures en alliage, etc. Les carbures ont une dureté élevée et sont distribués dans de petites particules ou des blocs dans la matrice, ce qui peut améliorer considérablement la résistance à l'usure des moulages. Cependant, une teneur excessive en carbure peut réduire la ténacité de la matrice, et son contenu est généralement contrôlé entre 5% et 15%.

Uniformité organisationnelle - La structure métallographique idéale du fer ductile moyen du manganèse devrait avoir une bonne uniformité, c'est-à-dire que la distribution des boules de graphite, le type et la proportion de la structure matricielle doivent être relativement cohérentes tout au long de la coulée. L'organisation inégale peut provoquer des fluctuations de l'exécution des moulages, réduisant leur fiabilité et leur durée de vie.

Quels facteurs affectent la structure métallographique du fer ductile moyen manganèse

Composition chimique-

Contenu en carbone: une augmentation de la teneur en carbone favorise le graphitisation, entraînant une augmentation du nombre et de la taille des sphères de graphite. Mais si la teneur en carbone est trop élevée, un phénomène flottant en graphite peut se produire; Si la teneur en carbone est trop faible, il est facile de produire une structure de plâtre blanche, ce qui affecte la morphologie de la structure métallographique.

Contenu du manganèse: le manganèse est l'élément d'alliage principal de la fonte nodulaire de manganèse moyenne. L'augmentation de la teneur en manganèse peut augmenter la stabilité de l'austénite, favoriser la formation de martensite, améliorer la dureté et la résistance à l'usure, mais trop élevé peut entraîner une augmentation des carbures et une diminution de la ténacité.

Contenu en silicium: le silicium est un élément graphitisant, et une quantité appropriée de silicium peut affiner les boules de graphite et réduire la tendance aux taches blanches. Mais si la teneur en silicium est trop élevée, elle augmentera la teneur en perlite dans la matrice et réduira la ténacité.

Éléments de terres rares et teneur en magnésium: les éléments de terres rares et le magnésium sont des éléments clés du traitement des sphéroïdisation, et leur contenu affecte l'effet de sphéroïdisation du graphite. Lorsque le contenu est approprié, la sphéroïdisation en graphite est bonne; Contenu insuffisant et sphéroïdisation incomplète; Un contenu excessif peut entraîner des défauts de coulée.

Processus de fusion

Équipement de fusion: Différents équipements de fusion ont des commandes différentes sur la température et l'uniformité de composition du fer fondu. Un contrôle précis de la température et une bonne uniformité de composition dans la fusion des fournais électriques sont bénéfiques pour obtenir une bonne structure métallographique; Le processus de fusion dans un haut fourneau nécessite un contrôle strict du rapport de charge du four et des paramètres de fusion. Traitement des sphéroïdisation et de l'inoculation: les types, les quantités et les méthodes de traitement des agents sphéroïdisant et inoculation ont un impact significatif sur la structure métallographique. Les agents sphéroïdisants appropriés et les inoculants peuvent assurer une bonne sphéroïdisation en graphite, une sphéroïdisation de graphite fine et améliorer la structure matricielle.

Taux de refroidissement des matériaux de coulée: différents matériaux de coulée ont une conductivité thermique différente. Par exemple, les moules métalliques ont des taux de conductivité thermique et de refroidissement rapides, qui peuvent facilement former des structures blanches ou martensitiques dans les pièces moulées; Les moules de sable ont une conductivité thermique lente et un taux de refroidissement, ce qui est propice au graphitisation et peut obtenir une structure de matrice de perlite ou de ferrite relativement stable. Épaisseur de la paroi de coulée: la vitesse de refroidissement varie en fonction de l'épaisseur de la paroi de coulée. Les zones à parois minces se refroidissent rapidement et sont sujettes à la formation de structures blanches ou martensitiques; Le refroidissement à des parois épaisses est lente, le graphitisation est suffisant et la structure matricielle peut être plus encline à la perlite ou à la ferrite. Processus de traitement thermique, température de trempe et temps: la température de trempe et le temps affectent la transformation de l'austénite en martensite. La température excessive de l'extinction ou le temps peut faire grossir la martensite et réduire la ténacité; La température ou le temps de trempe insuffisante peut entraîner une transformation martensitique incomplète, affectant la dureté et la résistance à l'usure. Température et temps de température: la trempe peut éliminer la contrainte de trempe, stabiliser la structure et ajuster la dureté et la ténacité. Une température à température élevée et une longue période provoquera une décomposition de martensite, réduiront la dureté et améliorent la ténacité.