Miért jobb a vermikuláris grafitos öntöttvas hőállóságban, mint a szürkeöntvény?
Miért jobb a vermikuláris grafitos öntöttvas hőállósága, mint a szürkeöntvény?
Grafit morfológia: A vermikuláris grafit öntöttvas grafitja csiga alakú, rövid és vastag, tompa végekkel. Ez a morfológia a grafitot szorosabban köti a fémmátrixhoz, ami hatékonyan akadályozhatja a hőátadást, és magas hőmérsékleten csekély vágási hatása van a mátrixra, csökkentve a termikus feszültség koncentrációját. A szürkeöntöttvas pelyhes grafitja éles és karcsú, mint egy "repedésforrás", ami könnyen előidézheti a repedés terjedését magas hőmérsékleti hőterhelés mellett és csökkenti a hőállóságot.
Mátrix szerkezete: Vermikularizáló szert és oltóanyagot adnak hozzá a vermikuláris grafitos öntöttvas gyártási folyamata során, hogy a mátrix szerkezetét sűrűbbé és egyenletesebbé tegyék, az összetevők kevésbé szegregálódásával. Ez lehetővé teszi a szervezeti struktúra jó stabilitásának fenntartását magas hőmérsékleten, és csökkenti a szervezeti változások okozta teljesítményromlást. A szürkeöntöttvas mátrixszerkezetének egyenletessége és sűrűsége gyenge, és olyan problémákra hajlamos, mint a durva és laza szerveződés magas hőmérsékleten, ami befolyásolja a hőállóságot.
Kémiai összetétel: A vermikuláris grafit öntöttvas gyakran tartalmaz bizonyos mennyiségű ötvözőelemet, például ritkaföldfémet és magnéziumot. Ezek az elemek javíthatják az öntöttvas oxidációval szembeni ellenállását és magas hőmérsékleti szilárdságát, valamint növelhetik a hőállóságot. Például a ritkaföldfém elemek megtisztíthatják az olvadt vasat, javíthatják az olvadt vas folyékonyságát, finomíthatják a szemcséket, javíthatják a szervezettséget, valamint javíthatják az oxidációval szembeni ellenállást és a termikus kifáradás ellenállását. A szürkeöntvény általában alacsony ötvözőelem-tartalommal rendelkezik, és oxidációállósága és magas hőmérsékleti szilárdsága nem olyan jó, mint a vermikus grafitos öntöttvasé.
2. Miért jó hőálló a vermikus grafitos öntöttvas?
Nagyobb oxidációs ellenállás: Magas hőmérsékletű környezetben a vermikuláris grafit öntöttvas sűrű oxidfilmet képezhet a felületen, ami megakadályozhatja a belső fém további oxidációját, így jobb az oxidációval szembeni ellenállása, és ellenáll a magasabb hőmérséklet hosszú távú hatásainak.
Jobb hőfáradásállóság: A vermikuláris grafitos öntöttvas grafit morfológiájának és mátrixszervezési jellemzőinek köszönhetően jobban ellenáll az ismételt fűtési és hűtési ciklusok során fellépő hőterhelés hatásainak, csökkenti a hőfáradási repedések keletkezését és tágulását, valamint jó hőfáradási ellenállással rendelkezik.
Stabil magas hőmérsékletű{0}}szilárdság: Magas hőmérsékleten a vermikus grafitos öntöttvas továbbra is megőrzi nagy szilárdságát. Mátrixszerkezetének stabilitása és az ötvözőelemek szerepe miatt kevésbé valószínű, hogy deformálódjon és eltörjön, ha nagy hőmérsékletű terhelésnek van kitéve, és hosszú ideig stabilan tud működni magas hőmérsékletű környezetben is.
Általánosságban elmondható, hogy a vermikus grafitöntvény jó teljesítményt tud fenntartani a 300 fokos - 800 fokos hőmérsékleti tartományban, és számos magas hőmérsékletű-hőmérsékletű munkavégzési forgatókönyvre alkalmas, mint például az autómotorok hengerei, kipufogócsövek, üvegformák stb.
3. Miért rossz a szürkeöntvény hőállósága?
A grafit morfológia hatása: A szürkeöntvény grafitja pelyhes. Ez a morfológia megnöveli a grafit és a mátrix közötti határfelületet, és magas hőmérsékleten a hőátadás csatornájává válik, ami felgyorsítja a hővezetést, ami az öntvény általános hőmérsékletének gyors emelkedését okozza. Ezenkívül a pelyhes grafit végei élesek, akár a repedésforrások. A termikus igénybevétel hatására könnyen repedések tágulását idézhetjük elő, csökkentve az öntvény szilárdságát és hőállóságát.
A mátrixszerkezet hatása: A szürkeöntvény mátrixszerkezetében általában több hiba van, mint például pórusok, szennyeződések stb. Magas hőmérsékleten ezek a hibák feszültségkoncentrációs helyekké válnak, ami könnyen a szervezet lokális károsodásához vezethet. Ugyanakkor a mátrix szerkezet magas hőmérsékleten is hajlamos a grafitizálódásra, ami csökkenti az öntvény mechanikai tulajdonságait és tovább befolyásolja hőállóságát.
A kémiai összetétel hatása: A szürkeöntvényben alacsony az ötvözetelemek tartalma, és hiányoznak belőle a hőállóságot javító elemek, mint például a króm, a molibdén és a nikkel. Ezek az ötvözetelemek sűrű oxidfilmet képezhetnek az öntvény felületén, javíthatják az oxidációval szembeni ellenállást, valamint a mátrix stabilitását és magas hőmérsékletű szilárdságát. A szürkeöntvényben ezeknek az elemeknek a hiánya miatt gyenge az oxidációs ellenállása és a termikus deformációval szembeni ellenállása.
