Waarom is vermiculair grafietgietijzer beter dan grijs gietijzer wat betreft hittebestendigheid?
Waarom is vermiculair grafietgietijzer beter bestand tegen hitte dan grijs gietijzer?
Grafietmorfologie: Het grafiet van vermiculair grafietgietijzer is worm-vormig, kort en dik, met stompe uiteinden. Deze morfologie zorgt ervoor dat het grafiet steviger aan de metaalmatrix is gebonden, wat de warmteoverdracht effectief kan belemmeren, en heeft weinig snijeffect op de matrix bij hoge temperaturen, waardoor de thermische spanningsconcentratie wordt verminderd. Het vlokgrafiet van grijs gietijzer is scherp en slank, als een "scheurbron", die gemakkelijk scheurvoortplanting veroorzaakt onder thermische spanning bij hoge temperaturen en de hittebestendigheid vermindert.
Matrixstructuur: Vermiculariserend middel en inoculant worden toegevoegd tijdens het productieproces van vermiculair grafietgietijzer om de matrixstructuur dichter en uniformer te maken, met minder componentsegregatie. Hierdoor kan het een goede stabiliteit van de organisatiestructuur behouden bij hoge temperaturen en de achteruitgang van de prestaties als gevolg van organisatorische veranderingen verminderen. De matrixstructuur van grijs gietijzer heeft een slechte uniformiteit en dichtheid, en is gevoelig voor problemen zoals grove en losse organisatie bij hoge temperaturen, waardoor de hittebestendigheid wordt aangetast.
Chemische samenstelling: Vermiculair grafietgietijzer bevat vaak een bepaalde hoeveelheid legeringselementen, zoals zeldzame aardmetalen en magnesium. Deze elementen kunnen de oxidatieweerstand en de hoge temperatuursterkte van gietijzer verbeteren en de hittebestendigheid verbeteren. Zeldzame aardelementen kunnen bijvoorbeeld gesmolten ijzer zuiveren, de vloeibaarheid van gesmolten ijzer verbeteren, granen verfijnen, de organisatie verbeteren en de oxidatieweerstand en thermische vermoeidheidsweerstand verbeteren. Grijs gietijzer heeft over het algemeen een laag gehalte aan legeringselementen en de oxidatieweerstand en hoge temperatuursterkte zijn niet zo goed als die van vermiculair grafietgietijzer.
2. Waarom heeft vermiculair grafietgietijzer een goede hittebestendigheid?
Hogere oxidatieweerstand: Bij hoge temperaturen kan vermiculair gietijzer een dichte oxidefilm op het oppervlak vormen, waardoor kan worden voorkomen dat het interne metaal verder wordt geoxideerd, zodat het een betere oxidatieweerstand heeft en bestand is tegen de lange- termijneffecten van hogere temperaturen.
Betere weerstand tegen thermische vermoeiing: vanwege de grafietmorfologie en matrixorganisatie-eigenschappen van gietijzer met vermiculair grafiet, kan het de effecten van thermische spanning tijdens herhaalde verwarmings- en afkoelingscycli beter weerstaan, de vorming en uitzetting van scheuren door thermische vermoeidheid verminderen en heeft het een goede weerstand tegen thermische vermoeiing.
Stabiele sterkte bij hoge- temperaturen: bij hoge temperaturen kan gietijzer met vermiculair grafiet nog steeds een hoge sterkte behouden. De stabiliteit van de matrixstructuur en de rol van legeringselementen zorgen ervoor dat het minder snel vervormt en breekt wanneer het wordt blootgesteld aan hoge- temperatuurbelastingen, en het kan lange tijd stabiel werken in een omgeving met hoge - temperaturen.
Over het algemeen kan gietijzer met vermiculair grafiet goede prestaties leveren in het temperatuurbereik van 300 graden - 800 graden, en is het geschikt voor een verscheidenheid aan werkscenario's bij hoge- temperaturen, zoals cilinders van automotoren, uitlaatpijpen, glasmallen, enz.
3. Waarom is de hittebestendigheid van grijs gietijzer slecht?
De invloed van grafietmorfologie: Het grafiet in grijs gietijzer is schilferig. Deze morfologie maakt het grensvlak tussen grafiet en de matrix groot en wordt een kanaal voor warmteoverdracht bij hoge temperaturen, waardoor de warmtegeleiding wordt versneld, waardoor de algehele temperatuur van het gietstuk snel stijgt. Bovendien zijn de uiteinden van het vlokgrafiet scherp, zoals scheurbronnen. Onder invloed van thermische spanning is het gemakkelijk om scheuruitbreiding te veroorzaken, waardoor de sterkte en hittebestendigheid van het gietstuk afnemen.
De invloed van de matrixstructuur: De matrixstructuur van grijs gietijzer heeft meestal meer defecten, zoals poriën, onzuiverheden, enz. Bij hoge temperaturen zullen deze defecten spanningsconcentratieplaatsen worden, wat gemakkelijk kan leiden tot lokale schade aan de organisatie. Tegelijkertijd is de matrixstructuur ook gevoelig voor grafitisering bij hoge temperaturen, wat de mechanische eigenschappen van het gietstuk vermindert en de hittebestendigheid ervan verder beïnvloedt.
Invloed van chemische samenstelling: Grijs gietijzer heeft een laag gehalte aan legeringselementen en mist elementen die de hittebestendigheid kunnen verbeteren, zoals chroom, molybdeen en nikkel. Deze legeringselementen kunnen een dichte oxidefilm vormen op het oppervlak van het gietstuk, de oxidatieweerstand verbeteren en de stabiliteit en hoge- temperatuursterkte van de matrix verbeteren. Door het ontbreken van deze elementen in grijs gietijzer zijn de oxidatieweerstand en thermische vervormingsweerstand zwak.
