Nodularizácia je technológia na premenu vločkového grafitu v bežnej liatine na guľôčkový grafit, aby sa zlepšila pevnosť a húževnatosť tvárnej liatiny.
Prečo môže nodularizácia urobiť liatinu silnejšou?
Pred nodularizáciou má grafit v liatine tvar vločiek, ktoré sú nepravidelne vločkovité a majú "štiepiaci efekt", ostré hrany a hroty budú spĺňať koncentráciu napätia pri namáhaní.
Vločkový grafit je ako nespočetné množstvo malých čepelí zaseknutých v železnej matrici. Pri pôsobení tlaku tieto čepele prerežú matricu a spôsobia okamžitú zlomeninu -, preto sa obyčajná liatina pri páde ľahko rozbije.
Po nodularizácii sa grafit zmenil na okrúhly guľovitý tvar s hladkým povrchom, bez ostrých hrán a rohov, pri namáhaní dokáže rovnomerne zaťažovať napätie bez lokálnej koncentrácie napätia.
Sférický grafit je ako nespočetné množstvo hladkých malých oceľových guľôčok rovnomerne zapustených do železnej matrice. Pri zaťažení tieto guľôčky rozptyľujú nárazové sily a deformáciu nárazníka bez toho, aby prerezali matricu. To je dôvod, prečo tvárna liatina kombinuje výhody liatiny - vynikajúcu odolnosť proti opotrebeniu, jednoduchú odlievateľnosť a nízku cenu - s vysokou pevnosťou a húževnatosťou ocele. To je tiež hlavný dôvod, prečo môže „nahradiť oceľ železom“.
Ako sa tvárna liatina nodularizuje?
01
Predúprava roztaveného železa - Zbavte sa problému číslo jedna
Síra v liatine spotrebuje sféroidizačné činidlo a zabráni rastu grafitu, spôsobí, že grafit opäť narastie na vločky.
Prvým krokom je teda odstránenie škodlivej látky - síry.
Kľúčovou metódou je pridanie práškového horčíka na fesulfurizáciu, aby sa zabezpečilosíra Menej ako alebo rovné 0,03 %.
02
NODULIZER - núti grafit rásť do guľového tvaru
Povahou grafitu je divoký rast v sploštenom a predĺženom smere, čo je vločkový grafit v bežnej liatine;
Nodulizátor najprv odstraňuje síru spôsobenú problémom -; potom pevne priľne k rastovým „hrotom“ grafitu, blokuje cestu grafitu k divokému rastu v jednom smere, núti grafit rásť rovnomerne vo všetkých smeroch.
03
Inokulant - na získanie početných, hustých a jednotných grafitových guľôčok
Očkovanie sa líši od sféroidizačného ošetrenia:
- Sferoidizačná úprava - Prinúti grafit rásť do guľového tvaru
- Očkovanie - Inokulant môže zabezpečiť, aby sa roztavené železo naplnilo rastovými „semenámi“ grafitových guľôčok všade, čím zaistí, že malé guľôčky budú početné, malé a rovnomerne rozložené, takže na niektorých miestach nebude zhluk veľkých guľôčok a na iných vôbec žiadne guľôčky.
04
Rýchle nalievanie - Nenechajte „vypršať“ efekt sféroidizácie
Rovnako ako fľaša sódy po otvorení má sféroidizačný efekt obdobie slabnutia.
Ak roztavené železo sedí príliš dlho, účinok sferoidizačného činidla postupne mizne a grafit sa vráti do svojej prirodzenej vločkovej formy. Tvárna liatina sa premení späť na obyčajnú liatinu a všetka predchádzajúca práca bude zbytočná.
Preto po ošetrení sféroidizáciou a inokuláciou necháme roztavené železo niekoľko desiatok sekúnd odležať, aby sa reakcia úplne dokončila, zbavíme sa nečistôt na povrchu a potom musíme roztavené železo naliať do odlievacej formy do 7-15 minút.
Nodularizačný efekt a indikátory kvality
- Nodularita: Podiel guľôčkového grafitu väčší alebo rovný 85 % (čím vyšší, tým lepší).
- Priemer uzla: menší alebo rovný 15 μm (jemný a rovnomerný).
- Sférickosť: Grafitové uzliny sú blízko dokonalého kruhu.
- Zvyškový horčík: 0,03 % - 0,06 % (príliš nízky vedie k zlej nodularizácii, príliš vysoký je náchylný na pórovitosť).
Význam nodularizácie
- Výkonnostný skok: Pevnosť v ťahu dosahuje 400-900MPa, predĺženie 5%-20%, blízko k pevnosti ocele.
- Široko používané: Nahraďte liatu oceľ a kovanú oceľ a používajte v automobilových podvozkoch, potrubiach, ozubených kolesách, obrábacích strojoch, veternej energii a iných oblastiach.
Problémy s kvalitou nodularizácie
- Slabá nodularizácia: Grafit je vločkovitý alebo vločkovitý → nedostatočný zvyškový horčík, príliš vysoký obsah síry, príliš nízka teplota.
- Nodularizácia Degradácia: Nodularizačný efekt pred naliatím klesá → vyhorenie horčíka, príliš dlhá doba zotrvania.
- Chladená štruktúra: Okraj odliatku je tvrdý a krehký → nedostatočné očkovanie, nadmerný nodulizátor.
Je pravda, že sivá liatina sa po nodularizácii stáva tvárnou liatinou?
Šedú liatinu nie je možné premeniť na kvalifikovanú tvárnu liatinu jednoducho pomocou nodulizačného spracovania, pretože ich inherentné systémy zloženia sú zásadne odlišné a kvalifikovaná tvárna liatina si vyžaduje skôr prísnu kontrolu zloženia pred tavením a prispôsobené procesy nodulácie a očkovania, než jednoduchú úpravu sivej liatiny.
