Żeliwo sferoidalne odnosi się do żeliwa, w którym węgiel wytrąca się w sferyczny grafit podczas procesu krzepnięcia stopionego żelaza. W porównaniu z żeliwem szarym największą różnicą w jego strukturze metalograficznej jest zmiana kształtu grafitu, co pozwala uniknąć obecności ostrego grafitu w żeliwie szarym, znacznie zmniejsza efekt skrawania grafitu na osnowie metalu, w zasadzie eliminuje zjawisko koncentracji naprężeń powodowanego przez grafit płatkowy i osiąga stopień wykorzystania wytrzymałości wynoszący 70-90% dla metalowej osnowy, w ten sposób znacznie maksymalizując wydajność metalowej osnowy.
Właściwości żeliwa sferoidalnego można jeszcze bardziej ulepszyć poprzez obróbkę cieplną i dodawanie stopów, podobnie jak w przypadku stali. Na przykład przetworzone żeliwo sferoidalne może osiągnąć dobrą wytrzymałość przy współczynniku wydłużenia do 24%; wytrzymałość na rozciąganie może osiągnąć nawet 1400 MPa, czyli blisko stali.
W porównaniu z żeliwem, żeliwo sferoidalne ma większą wytrzymałość, ale jego odporność na korozję jest taka sama.
W porównaniu ze stalą żeliwo sferoidalne ma wiele zalet. Na przykład dobra wydajność odlewania i stosunkowo niski koszt. Dzięki ciągłemu wzrostowi produkcji i rozwojowi wydajności żeliwo sferoidalne z powodzeniem częściowo zastąpiło kutą stal i staliwo, stając się obiecującym metalowym materiałem konstrukcyjnym.
Właściwości mechaniczne są ściśle związane ze strukturą metalograficzną metali i rodzaj struktury metalograficznej określa rodzaj właściwości mechanicznych. Żeliwo sferoidalne nie jest wyjątkiem. Tylko poprzez sferoidyzację grafitu osnowa metalu może funkcjonować i znacząco poprawiać właściwości mechaniczne żeliwa. Tylko sferoidyzacja grafitu może dodatkowo zmienić właściwości matrycy, co jest bardziej znaczące. Dlatego badania metalograficzne żeliwa sferoidalnego są dla nas warunkiem zrozumienia i stosowania żeliwa sferoidalnego.
01. Tworzenie żeliwa sferoidalnego
Tworzenie się grafitu sferycznego przebiega w dwóch etapach: zarodkowania i wzrostu. Proces zarodkowania jest podstawowym procesem wytwarzania grafitu, a podczas topienia, a następnie sferoidyzacji i zaszczepiania roztopionego żelaza powstaje duża ilość wtrąceń niemetalicznych. Wtrącenia pierwotne są bardzo małe, zderzają się i agregują ze sobą podczas kolejnych procesów odlewania, napełniania i krzepnięcia, stając się większymi, pływającymi lub tonącymi i stając się rdzeniem wydzieleń grafitu.
Po utworzeniu sferycznego rdzenia grafitowego, atomy węgla zaczynają gromadzić się na podłożu rdzenia, a ostateczny kształt grafitu determinuje tryb wzrostu, na który wpływają warunki procesu. Zatem kontrolowanie procesu wzrostu grafitu jest kluczem do otrzymania grafitu sferycznego.
02 . Struktura metalograficzna
Wygląd sferycznego grafitu jest podobny do kuli, natomiast wnętrze jest promieniowe i ma znaczny efekt polaryzacyjny.
Grafit jest materiałem polikrystalicznym składającym się z wielu piramidalnych dendrytów, przy czym podstawowe płaszczyzny każdego dendrytu są prostopadłe do średnicy kuli, a oś C promieniuje w kierunku środka kuli.
Stopień sferoidyzacji:
aplikacja
1. Rury i kształtki ciśnieniowe: Wiele krajów uprzemysłowionych wykorzystuje żeliwo sferoidalne jako materiał do produkcji rur i kształtek, ponieważ może ono wykazywać większą odporność na ściskanie podczas transportu niż zwykłe rury żeliwne oraz jest wygodniejsze i szybsze w budowie. Dlatego mądrze jest wybrać go jako materiał na rury ciśnieniowe.
2. Zastosowania motoryzacyjne: Żeliwo sferoidalne stosuje się głównie w generatorach, przekładniach, tulejach wału, hamulcach i specjalnych częściach urządzeń w przemyśle motoryzacyjnym.
3. Maszyny rolnicze i zastosowania budowlane: Ogólnie rzecz biorąc, maszyny rolnicze wymagają stosunkowo długiej żywotności, a różne elementy utworzone z żeliwa sferoidalnego mogą to precyzyjnie osiągnąć. Ponadto niektóre projekty budowlane lub układanie dróg wymagają użycia buldożerów, dźwigów itp., które również są wykonane z żeliwa sferoidalnego.
4. Produkcja zaworów: Żeliwo sferoidalne wykorzystywane jest głównie w produkcji zaworów i odgrywa znaczącą rolę w transporcie cieczy, takich jak kwasy, zasady i sole.
5. Ogólne zastosowanie: Oprócz reprezentatywnych zastosowań wymienionych powyżej, żeliwo sferoidalne jest również szeroko stosowane w przemyśle mechanicznym, które może być wykorzystywane do produkcji skomplikowanych elementów obrabiarek lub odlewów do maszyn o dużej wytrzymałości. Oczywiście można go również stosować do lżejszych odlewów, w pełni wykorzystując jego wytrzymałość na rozciąganie i dobrą wydajność obróbki. Elektronarzędzia, takie jak klucze i szczypce, również wykorzystują żeliwo sferoidalne jako idealny materiał.
Niektóre odlewy z żeliwa sferoidalnego firmy Welong:
