La ghisa duttile si riferisce alla ghisa in cui il carbonio precipita in grafite sferica durante il processo di solidificazione del ferro fuso. Rispetto alla ghisa grigia, la più grande differenza nella sua struttura metallografica è il cambiamento nella forma della grafite, che evita la presenza di grafite tagliente nella ghisa grigia, riduce notevolmente l'effetto di taglio della grafite sulla matrice metallica, sostanzialmente elimina il fenomeno della concentrazione delle tensioni causato dalla grafite in scaglie e raggiunge un tasso di utilizzo della resistenza del 70-90% per la matrice metallica, massimizzando così notevolmente le prestazioni della matrice metallica.
La ghisa sferoidale può essere ulteriormente migliorata nelle sue prestazioni attraverso misure come il trattamento termico e la legatura, proprio come l'acciaio. Ad esempio, la ghisa duttile lavorata può raggiungere una buona tenacità, con un tasso di allungamento fino al 24%; la resistenza alla trazione può raggiungere fino a 1400 MPa, che è vicina a quella dell'acciaio.
Rispetto alla ghisa, la ghisa duttile ha una resistenza maggiore, ma la sua resistenza alla corrosione è la stessa.
Rispetto all’acciaio, la ghisa sferoidale presenta numerosi vantaggi. Ad esempio, buone prestazioni di fusione e costi relativamente bassi. A causa del continuo aumento della produzione e dello sviluppo delle prestazioni, la ghisa sferoidale ha parzialmente sostituito con successo l'acciaio forgiato e l'acciaio fuso, diventando un promettente materiale strutturale metallico.
Le proprietà meccaniche sono strettamente correlate alla struttura metallografica dei metalli e il tipo di struttura metallografica determina il tipo di proprietà meccaniche. La ghisa nodulare non fa eccezione. Solo attraverso la sferoidizzazione della grafite la matrice metallica può funzionare e migliorare significativamente le proprietà meccaniche della ghisa. Solo la sferoidizzazione della grafite può alterare ulteriormente le proprietà della matrice, il che è più significativo. Pertanto, lo studio metallografico della ghisa duttile è un prerequisito per comprendere e utilizzare la ghisa duttile.
01. Formazione di ferro duttile
La formazione della grafite sferica subisce due fasi: nucleazione e crescita. Il processo di nucleazione è il processo primario della grafite e una grande quantità di inclusioni non metalliche viene generata nella fusione e nel successivo trattamento di sferoidizzazione e inoculazione del ferro fuso. Le inclusioni primarie sono molto piccole e si scontrano e si aggregano tra loro durante i successivi processi di colata, riempimento e solidificazione, diventando più grandi, galleggiando o affondando e diventando il nucleo della precipitazione della grafite.
Dopo la formazione del nucleo sferico di grafite, gli atomi di carbonio iniziano ad accumularsi sul substrato del nucleo e la forma finale della grafite determina la modalità di crescita influenzata dalle condizioni del processo. Quindi, controllare il processo di crescita della grafite è la chiave per ottenere la grafite sferica.
02 . Struttura metallografica
L'aspetto della grafite sferica è simile a quello di una sfera, mentre l'interno è radiale e presenta un notevole effetto di polarizzazione.
La grafite è un materiale policristallino composto da molti dendriti piramidali, con i piani basali di ciascun dendrite perpendicolari al diametro della sfera e l'asse C che si irradia verso il centro della sfera.
Grado di sferoidizzazione:
applicazione
1. Tubi e raccordi in pressione: molti paesi industriali utilizzano la ghisa sferoidale come materiale per la produzione di tubi e raccordi perché può avere una maggiore resistenza alla compressione rispetto ai normali tubi in ghisa durante il trasporto ed è più conveniente e veloce durante la costruzione. Pertanto è saggio sceglierlo come materiale per i tubi in pressione.
2. Applicazioni automobilistiche: la ghisa sferoidale viene utilizzata principalmente nei componenti di generatori, ingranaggi, manicotti dell'albero, freni e dispositivi speciali dell'industria automobilistica.
3. Macchine agricole e applicazioni edili: in generale, le macchine agricole richiedono una durata di vita relativamente lunga e i vari componenti formati da ghisa duttile possono raggiungere esattamente questo obiettivo. Inoltre, alcuni progetti di costruzione o di posa di strade richiedono l'uso di bulldozer, gru, ecc., anch'essi realizzati in ghisa sferoidale.
4. Produzione di valvole: la ghisa sferoidale viene utilizzata principalmente nella produzione di valvole e svolge un ruolo significativo nel trasporto di liquidi come acidi, alcali e sali.
5. Applicazione generale: oltre alle applicazioni rappresentative sopra menzionate, la ghisa sferoidale è ampiamente utilizzata anche nell'industria meccanica, che può essere utilizzata per produrre componenti complessi di macchine utensili o getti per macchinari pesanti. Naturalmente può essere applicato anche su getti più leggeri, sfruttandone appieno la resistenza alla trazione e le buone prestazioni di lavorazione. Anche gli utensili elettrici come chiavi inglesi e pinze utilizzano la ghisa sferoidale come materiale ideale.
Alcuni pezzi fusi in ghisa duttile di Welong:
