Perché la ghisa a grafite vermicolare è migliore della ghisa grigia in termini di resistenza al calore?
Perché la ghisa a grafite vermicolare è migliore in termini di resistenza al calore rispetto alla ghisa grigia?
Morfologia della grafite: la grafite della ghisa vermicolare è a forma di verme-, corta e spessa, con estremità smussate. Questa morfologia rende la grafite più strettamente legata alla matrice metallica, il che può ostacolare efficacemente il trasferimento di calore, e ha un effetto di taglio minimo sulla matrice alle alte temperature, riducendo la concentrazione dello stress termico. La grafite in scaglie della ghisa grigia è affilata e sottile, come una "fonte di cricche", che facilmente provoca la propagazione delle cricche in condizioni di stress termico ad alta temperatura e riduce la resistenza al calore.
Struttura della matrice: l'agente vermicolarizzante e l'inoculante vengono aggiunti durante il processo di produzione della ghisa a grafite vermicolare per rendere la struttura della matrice più densa e uniforme, con una minore segregazione dei componenti. Ciò gli consente di mantenere una buona stabilità della struttura organizzativa alle alte temperature e di ridurre il degrado delle prestazioni causato dai cambiamenti organizzativi. La struttura della matrice della ghisa grigia è scarsa in termini di uniformità e densità ed è soggetta a problemi come un'organizzazione grossolana e allentata alle alte temperature, che influiscono sulla resistenza al calore.
Composizione chimica: la ghisa a grafite vermicolare contiene spesso una certa quantità di elementi leganti, come terre rare e magnesio. Questi elementi possono migliorare la resistenza all'ossidazione e la resistenza alle alte temperature della ghisa e migliorare la resistenza al calore. Ad esempio, gli elementi delle terre rare possono purificare il ferro fuso, migliorare la fluidità del ferro fuso, affinare i grani, migliorare l'organizzazione e migliorare la resistenza all'ossidazione e alla fatica termica. La ghisa grigia ha generalmente un basso contenuto di elementi leganti e la sua resistenza all'ossidazione e alle alte temperature non sono buone come quelle della ghisa a grafite vermicolare.
2. Perché la ghisa a grafite vermicolare ha una buona resistenza al calore?
Maggiore resistenza all'ossidazione: in ambienti ad alta temperatura, la ghisa a grafite vermicolare può formare una densa pellicola di ossido sulla superficie, che può impedire l'ulteriore ossidazione del metallo interno, in modo che abbia una migliore resistenza all'ossidazione e possa resistere agli effetti a lungo termine- delle temperature più elevate.
Migliore resistenza alla fatica termica: grazie alla morfologia della grafite e alle caratteristiche di organizzazione della matrice della ghisa a grafite vermicolare, può resistere meglio agli effetti dello stress termico durante cicli ripetuti di riscaldamento e raffreddamento, ridurre la generazione e l'espansione di cricche da fatica termica e ha una buona resistenza alla fatica termica.
Resistenza stabile alle alte-temperature: alle alte temperature, la ghisa a grafite vermicolare può comunque mantenere un'elevata resistenza. La stabilità della sua struttura a matrice e il ruolo degli elementi di lega lo rendono meno probabile che si deformi e si rompa se sottoposto a carichi ad alta-temperatura e può funzionare stabilmente in un ambiente ad alta-temperatura per lungo tempo.
In generale, la ghisa a grafite vermicolare può mantenere buone prestazioni nell'intervallo di temperatura di 300 gradi - 800 gradi ed è adatta per una varietà di scenari di lavoro ad alta-temperatura, come cilindri di motori di automobili, tubi di scarico, stampi di vetro, ecc.
3. Perché la resistenza al calore della ghisa grigia è scarsa?
L'influenza della morfologia della grafite: la grafite nella ghisa grigia è friabile. Questa morfologia rende ampia l'area di interfaccia tra la grafite e la matrice e diventa un canale per il trasferimento di calore ad alte temperature, accelerando la conduzione del calore, provocando un rapido aumento della temperatura complessiva del getto. Inoltre, le estremità della grafite in scaglie sono taglienti, come fonti di crepe. Sotto l'azione dello stress termico, è facile provocare l'espansione delle crepe, riducendo la resistenza e la resistenza al calore del getto.
L'influenza della struttura a matrice: La struttura a matrice della ghisa grigia solitamente presenta più difetti, come pori, impurità, ecc. Ad alte temperature, questi difetti diventeranno siti di concentrazione di stress, che possono facilmente portare a danni locali dell'organizzazione. Allo stesso tempo, la struttura della matrice è anche soggetta a grafitizzazione ad alte temperature, il che riduce le proprietà meccaniche del pezzo fuso e influisce ulteriormente sulla sua resistenza al calore.
Influenza della composizione chimica: la ghisa grigia ha un basso contenuto di elementi di lega e manca di elementi che possono migliorare la resistenza al calore, come cromo, molibdeno e nichel. Questi elementi di lega possono formare una densa pellicola di ossido sulla superficie del pezzo fuso, migliorare la resistenza all'ossidazione e migliorare la stabilità e la resistenza alle alte-temperature della matrice. A causa della mancanza di questi elementi nella ghisa grigia, la sua resistenza all'ossidazione e alla deformazione termica sono deboli.
