Varför är vermikulärt grafitgjutjärn bättre än grått gjutjärn i värmebeständighet?
Varför är vermikulärt grafitgjutjärn bättre i värmebeständighet än grått gjutjärn?
Grafitmorfologi: Grafiten i vermikulärt grafitgjutjärn är maskformad-, kort och tjock, med trubbiga ändar. Denna morfologi gör grafiten mer tätt bunden till metallmatrisen, vilket effektivt kan hindra värmeöverföring och har liten skäreffekt på matrisen vid höga temperaturer, vilket minskar termisk spänningskoncentration. Flinggrafiten av grått gjutjärn är skarp och smal, som en "sprickkälla", vilket är lätt att orsaka sprickutbredning under termisk stress vid hög temperatur och minska värmebeständigheten.
Matrisstruktur: Vermikulariseringsmedel och ympmedel tillsätts under tillverkningsprocessen av vermikulärt grafitgjutjärn för att göra matrisstrukturen mer tät och enhetlig, med mindre komponentsegregering. Detta gör att den kan upprätthålla en god organisationsstrukturstabilitet vid höga temperaturer och minska prestandaförsämringar orsakade av organisatoriska förändringar. Matrisstrukturen hos grått gjutjärn är dålig i likformighet och densitet, och är benägen för problem som grov och lös organisation vid höga temperaturer, vilket påverkar värmebeständigheten.
Kemisk sammansättning: Vermikulärt grafitgjutjärn innehåller ofta en viss mängd legeringsämnen, såsom sällsynta jordartsmetaller och magnesium. Dessa element kan förbättra oxidationsbeständigheten och högtemperaturhållfastheten hos gjutjärn och förbättra värmebeständigheten. Till exempel kan sällsynta jordartsmetaller rena smält järn, förbättra flytbarheten hos smält järn, förfina korn, förbättra organisationen och förbättra motståndskraften mot oxidation och termisk utmattning. Grått gjutjärn har i allmänhet ett lågt innehåll av legeringselement, och dess oxidationsbeständighet och höga temperaturhållfasthet är inte lika bra som hos vermikulärt grafitgjutjärn.
2. Varför har vermikulärt grafitgjutjärn bra värmebeständighet?
Högre oxidationsbeständighet: Under högtemperaturmiljö kan vermikulärt grafitgjutjärn bilda en tät oxidfilm på ytan, vilket kan förhindra att den inre metallen oxideras ytterligare, så att den har bättre oxidationsbeständighet och tål långtidseffekter av högre temperaturer.-
Bättre termisk utmattningsbeständighet: På grund av grafitmorfologin och matrisorganisationens egenskaper hos vermikulärt grafitgjutjärn kan det bättre motstå effekterna av termisk stress under upprepade uppvärmnings- och kylcykler, minska genereringen och expansionen av termiska utmattningssprickor och har god termisk utmattningsbeständighet.
Stabil hög-temperaturhållfasthet: Vid höga temperaturer kan vermikulärt grafitgjutjärn fortfarande behålla en hög hållfasthet. Stabiliteten hos dess matrisstruktur och legeringselementens roll gör det mindre benäget att deformeras och gå sönder när det utsätts för höga-temperaturbelastningar, och det kan fungera stabilt i en miljö med hög-temperatur under lång tid.
Generellt sett kan vermikulärt grafitgjutjärn bibehålla goda prestanda i temperaturintervallet 300 grader - 800 grader och är lämpligt för en mängd olika hög-temperaturscenarier, såsom bilmotorcylindrar, avgasrör, glasformar, etc.
3. Varför är värmebeständigheten hos grått gjutjärn dålig?
Grafitmorfologins inverkan: Grafiten i grått gjutjärn är flagnande. Denna morfologi gör gränsytan mellan grafit och matrisen stor, och blir en kanal för värmeöverföring vid höga temperaturer, vilket accelererar värmeledning, vilket gör att den totala temperaturen på gjutgodset stiger snabbt. Dessutom är ändarna på flinggrafiten skarpa, som sprickkällor. Under inverkan av termisk stress är det lätt att orsaka sprickexpansion, vilket minskar styrkan och värmebeständigheten hos gjutgodset.
Matrisstrukturens påverkan: Matrisstrukturen hos grått gjutjärn har vanligtvis fler defekter, såsom porer, föroreningar etc. Vid höga temperaturer kommer dessa defekter att bli spänningskoncentrationsställen, vilket lätt kan leda till lokal skada på organisationen. Samtidigt är matrisstrukturen också utsatt för grafitisering vid höga temperaturer, vilket minskar de mekaniska egenskaperna hos gjutgodset och ytterligare påverkar dess värmebeständighet.
Påverkan av kemisk sammansättning: Grått gjutjärn har en låg halt av legeringselement och saknar element som kan förbättra värmebeständigheten, såsom krom, molybden och nickel. Dessa legeringselement kan bilda en tät oxidfilm på ytan av gjutgodset, förbättra oxidationsbeständigheten och förbättra stabiliteten och hög-temperaturhållfastheten hos matrisen. På grund av bristen på dessa element i grått gjutjärn är dess oxidationsbeständighet och termisk deformationsbeständighet svag.
