La nodularizzazione è una tecnologia per convertire la grafite lamellare presente nella ghisa ordinaria in grafite sferoidale, per migliorare la resistenza e la tenacità della ghisa duttile.
Perché la nodularizzazione può rendere la ghisa più forte?
Prima della nodularizzazione, la grafite nella ghisa ha una forma a scaglie, che è irregolare e ha un "effetto di scissione", gli spigoli vivi e le punte incontreranno la concentrazione dello stress quando sollecitati.
La grafite in scaglie è come innumerevoli minuscole lame bloccate nella matrice di ferro. Quando viene applicata la tensione, queste lame tagliano la matrice e causano una frattura immediata - ecco perché la ghisa ordinaria si frantuma facilmente quando cade.
Dopo la nodularizzazione, la grafite si è trasformata in una forma sferica rotonda con una superficie liscia, senza spigoli e angoli vivi, può caricare uniformemente lo stress senza concentrazione locale dello stress quando sollecitato.
La grafite sferica è come innumerevoli minuscole sfere d'acciaio lisce incorporate uniformemente nella matrice di ferro. Quando caricate, queste sfere disperdono le forze di impatto e tamponano la deformazione, senza tagliare la matrice. Questo è il motivo per cui la ghisa duttile combina i vantaggi della ghisa - eccellente resistenza all'usura, facile colabilità e basso costo - con l'elevata resistenza e tenacità dell'acciaio. Questo è anche il motivo principale per cui può "sostituire l'acciaio con il ferro".
Come viene nodulalizzato il ferro duttile?
01
Pretrattamento del ferro fuso - Sbarazzati del piantagrane numero uno
Lo zolfo nella ghisa consumerà l'agente sferoidizzante e impedirà la crescita della grafite, facendola ricrescere in scaglie.
Quindi il primo passo è rimuovere la sostanza nociva - zolfo.
Il metodo chiave è l'aggiunta di polvere di magnesio per la fesolforazione, per garantirezolfo Inferiore o uguale allo 0,03%.
02
NODULIZER - Forza la grafite a crescere assumendo una forma sferica
La natura della grafite è quella di crescere selvaggiamente in una direzione appiattita e allungata, che è la grafite a scaglie nella ghisa ordinaria;
Il nodulizzatore rimuove innanzitutto il piantagrane - zolfo; quindi aderisce saldamente alle "punte" di crescita della grafite, blocca il percorso affinché la grafite cresca selvaggiamente in un'unica direzione, costringe la grafite a crescere uniformemente in tutte le direzioni.
03
Inoculante - per ottenere sfere di grafite numerose, dense e uniformi
Il trattamento di inoculazione è diverso dal trattamento sferoidizzante:
- Trattamento sferoidizzante - Forza la grafite a crescere fino ad assumere una forma sferica
- Trattamento di inoculazione - L'inoculante può garantire che il ferro fuso sia riempito ovunque con i "semi" di sfere di grafite, garantendo che le sfere piccole siano numerose, piccole e distribuite uniformemente, in modo che non ci sia un ammasso di sfere grandi in alcuni punti e nessuna sfera in altri.
04
Versamento rapido - Non lasciare che l'effetto sferoidizzazione "scada"
Proprio come una bottiglia di soda una volta aperta, l'effetto sferoidizzazione ha un periodo di dissolvenza.
Se il ferro fuso rimane fermo per troppo tempo, l'effetto dell'agente sferoidizzante svanirà gradualmente e la grafite tornerà alla sua forma naturale di scaglie. La ghisa duttile si trasformerà in ghisa ordinaria e tutto il lavoro precedente andrà sprecato.
Pertanto, dopo il trattamento di sferoidizzazione e inoculazione, lasciamo riposare la ghisa fusa per alcune decine di secondi per completare completamente la reazione, scremiamo le scorie in superficie e quindi dobbiamo versare la ghisa fusa nello stampo di colata entro 7-15 minuti.
Effetto di nodularizzazione e indicatori di qualità
- Nodularità: la percentuale di grafite sferoidale maggiore o uguale all'85% (più alta è, meglio è).
- Diametro del nodulo: inferiore o uguale a 15μm (fine e uniforme).
- Sfericità: i noduli di grafite sono vicini a un cerchio perfetto.
- Magnesio residuo: 0,03%-0,06% (troppo basso porta a scarsa nodularizzazione, troppo alto tende a porosità).
Significato della nodularizzazione
- Salto prestazionale: la resistenza alla trazione raggiunge 400-900 MPa, allungamento 5%-20%, vicino a quello dell'acciaio.
- Ampiamente usato: sostituisce l'acciaio fuso e l'acciaio forgiato e può essere utilizzato nei telai delle automobili, nelle tubazioni, negli ingranaggi, nelle macchine utensili, nell'energia eolica e in altri campi.
Problemi di qualità della nodularizzazione
- Scarsa nodularizzazione: la grafite è scagliosa o flocculante → magnesio residuo insufficiente, contenuto di zolfo troppo elevato, temperatura troppo bassa.
- Degradazione della nodularizzazione: l'effetto della nodularizzazione diminuisce prima del versamento → combustione del magnesio, tempo di permanenza troppo lungo.
- Struttura refrigerata: il bordo del getto è duro e fragile → inoculazione insufficiente, nodulizzazione eccessiva.
È vero che la ghisa grigia diventa ferro duttile dopo la nodularizzazione?
La ghisa grigia non può essere convertita in ghisa duttile qualificata semplicemente tramite un trattamento di nodulizzazione, poiché i loro sistemi di composizione intrinseca sono fondamentalmente diversi e la ghisa duttile qualificata richiede un rigoroso controllo della composizione pre-fusione oltre a processi di nodulizzazione e inoculazione abbinati, piuttosto che un semplice trattamento della ghisa grigia.
