¿Por qué la fundición de grafito vermicular es mejor que la fundición gris en cuanto a resistencia al calor?
¿Por qué la fundición de grafito vermicular tiene mejor resistencia al calor que la fundición gris?
Morfología del grafito: el grafito del hierro fundido con grafito vermicular tiene forma de gusano-, es corto y grueso, con extremos romos. Esta morfología hace que el grafito se una más estrechamente a la matriz metálica, lo que puede dificultar eficazmente la transferencia de calor, y tiene poco efecto de corte en la matriz a altas temperaturas, lo que reduce la concentración de tensión térmica. El grafito en escamas del hierro fundido gris es afilado y delgado, como una "fuente de grietas", lo que es fácil de provocar la propagación de grietas bajo tensión térmica de alta temperatura y reducir la resistencia al calor.
Estructura de la matriz: se agregan agente vermicularizante e inoculante durante el proceso de producción de hierro fundido con grafito vermicular para hacer que la estructura de la matriz sea más densa y uniforme, con menos segregación de componentes. Esto le permite mantener una buena estabilidad de la estructura organizacional a altas temperaturas y reducir la degradación del desempeño causada por los cambios organizacionales. La estructura de la matriz del hierro fundido gris tiene poca uniformidad y densidad y es propensa a problemas como una organización tosca y suelta a altas temperaturas, lo que afecta la resistencia al calor.
Composición química: el hierro fundido con grafito vermicular a menudo contiene una cierta cantidad de elementos de aleación, como tierras raras y magnesio. Estos elementos pueden mejorar la resistencia a la oxidación y la resistencia a altas temperaturas del hierro fundido y mejorar la resistencia al calor. Por ejemplo, los elementos de tierras raras pueden purificar el hierro fundido, mejorar la fluidez del hierro fundido, refinar los granos, mejorar la organización y mejorar la resistencia a la oxidación y la fatiga térmica. El hierro fundido gris generalmente tiene un bajo contenido de elementos de aleación y su resistencia a la oxidación y a altas temperaturas no son tan buenas como las del hierro fundido con grafito vermicular.
2. ¿Por qué la fundición de grafito vermicular tiene buena resistencia al calor?
Mayor resistencia a la oxidación: en entornos de alta temperatura, el hierro fundido con grafito vermicular puede formar una película densa de óxido en la superficie, lo que puede evitar que el metal interno se oxide aún más, por lo que tiene una mejor resistencia a la oxidación y puede soportar los efectos a largo plazo-de temperaturas más altas.
Mejor resistencia a la fatiga térmica: debido a la morfología del grafito y las características de organización de la matriz del hierro fundido con grafito vermicular, puede resistir mejor los efectos del estrés térmico durante ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento, reducir la generación y expansión de grietas por fatiga térmica y tiene buena resistencia a la fatiga térmica.
Resistencia estable a altas-temperaturas: a altas temperaturas, el hierro fundido con grafito vermicular aún puede mantener una alta resistencia. La estabilidad de su estructura matricial y el papel de los elementos de aleación hacen que sea menos probable que se deforme y rompa cuando se somete a cargas de alta-temperatura, y puede funcionar de manera estable en un entorno de alta-temperatura durante mucho tiempo.
En términos generales, el hierro fundido de grafito vermicular puede mantener un buen rendimiento en el rango de temperatura de 300 grados - 800 grados y es adecuado para una variedad de escenarios de trabajo de alta -temperatura, como cilindros de motores de automóviles, tubos de escape, moldes de vidrio, etc.
3. ¿Por qué la resistencia al calor de la fundición gris es deficiente?
La influencia de la morfología del grafito: el grafito de la fundición gris es escamoso. Esta morfología hace que el área de interfaz entre el grafito y la matriz sea grande y se convierte en un canal para la transferencia de calor a altas temperaturas, acelerando la conducción de calor y provocando que la temperatura general de la fundición aumente rápidamente. Además, los extremos de las escamas de grafito son afilados, como fuentes de grietas. Bajo la acción del estrés térmico, es fácil causar expansión de grietas, reduciendo la resistencia y la resistencia al calor de la pieza fundida.
La influencia de la estructura de la matriz: la estructura de la matriz del hierro fundido gris suele tener más defectos, como poros, impurezas, etc. A altas temperaturas, estos defectos se convertirán en sitios de concentración de tensiones, lo que fácilmente puede provocar daños locales en la organización. Al mismo tiempo, la estructura de la matriz también es propensa a grafitizarse a altas temperaturas, lo que reduce las propiedades mecánicas de la fundición y afecta aún más su resistencia al calor.
Influencia de la composición química: la fundición gris tiene un bajo contenido de elementos de aleación y carece de elementos que puedan mejorar la resistencia al calor, como cromo, molibdeno y níquel. Estos elementos de aleación pueden formar una densa película de óxido en la superficie de la pieza fundida, mejorar la resistencia a la oxidación y mejorar la estabilidad y la resistencia a altas temperaturas de la matriz. Debido a la falta de estos elementos en la fundición gris, su resistencia a la oxidación y a la deformación térmica son débiles.
