La nodularización es una tecnología para convertir el grafito en escamas del hierro fundido ordinario en grafito esferoidal, para mejorar la resistencia y la tenacidad del hierro dúctil.
¿Por qué la nodularización puede fortalecer el hierro fundido?
Antes de la nodularización, el grafito en el hierro fundido tiene forma de escamas, que son escamosas irregulares y tienen "efecto de división", los bordes afilados y las puntas encontrarán concentración de tensión cuando se estresen.
El grafito en escamas es como innumerables láminas diminutas clavadas en la matriz de hierro. Cuando se aplica tensión, estas hojas cortan la matriz y causan una fractura inmediata -, por eso el hierro fundido común se rompe fácilmente cuando se cae.
Después de la nodularización, el grafito adquirió una forma esférica redonda con una superficie lisa, sin bordes ni esquinas afiladas, puede cargar uniformemente la tensión sin concentración de tensión local cuando se tensiona.
El grafito esférico es como innumerables pequeñas bolas de acero lisas incrustadas uniformemente en la matriz de hierro. Cuando se cargan, estas esferas dispersan las fuerzas de impacto y amortiguan la deformación, sin cortar la matriz. Esta es la razón por la que el hierro dúctil combina las ventajas del hierro fundido - excelente resistencia al desgaste, fácil fundición y bajo costo - con la alta resistencia y tenacidad del acero. Ésta es también la razón principal por la que puede "reemplazar el acero con hierro".
¿Cómo se puede nodularizar el hierro dúctil?
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Pretratamiento del hierro fundido - Deshágase del alborotador número uno
El azufre en el hierro fundido consumirá el agente esferoidizante e impedirá que el grafito crezca, lo que hará que el grafito vuelva a convertirse en escamas.
Entonces, el primer paso es eliminar la sustancia nociva - azufre.
El método clave es agregar polvo de magnesio para la fesulfurización, para garantizarazufre Menor o igual a 0,03%.
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NODULIZER - obliga al grafito a crecer hasta adquirir forma esférica
La naturaleza del grafito es crecer salvajemente en una dirección aplanada y alargada, que es el grafito en escamas en el hierro fundido ordinario;
Nodulizer primero elimina el problemático azufre -; luego se adhiere firmemente a las "puntas" de crecimiento del grafito, bloquea el camino para que el grafito crezca salvajemente en una sola dirección y obliga al grafito a crecer uniformemente en todas las direcciones.
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Inoculante - para Obtener Numerosas Esferas de Grafito Densas y Uniformes
El tratamiento de inoculación se diferencia del tratamiento de esferoidización:
- Tratamiento de esferoidización - Obligar al grafito a crecer hasta adquirir una forma esférica
- Tratamiento de inoculación - El inoculante puede garantizar que el hierro fundido se llene con las "semillas" de crecimiento de las bolas de grafito en todas partes, asegurando que las bolas pequeñas sean numerosas, pequeñas y distribuidas uniformemente, de modo que no haya un grupo de bolas grandes en algunos lugares y ninguna bola en otros.
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Vertido rápido - No deje que el efecto de esferoidización "caduque"
Al igual que una botella de refresco una vez abierta, el efecto de esferoidización tiene un período de desvanecimiento.
Si el hierro fundido permanece demasiado tiempo, el efecto del agente esferoidizante se desvanecerá gradualmente y el grafito volverá a su forma natural en escamas. El hierro dúctil volverá a convertirse en hierro fundido común y todo el trabajo anterior será en vano.
Por lo tanto, después del tratamiento de esferoidización e inoculación, dejamos reposar el hierro fundido durante unas decenas de segundos para completar la reacción por completo, retiramos la escoria de la superficie y luego debemos verter el hierro fundido en el molde de fundición en un plazo de 7 a 15 minutos.
Efecto de nodularización e indicadores de calidad.
- Nodularidad: La proporción de grafito esferoidal Mayor o igual al 85% (cuanto mayor mejor).
- Diámetro del Nódulo: Menor o igual a 15μm (fino y uniforme).
- Esfericidad: los nódulos de grafito se aproximan a un círculo perfecto.
- Magnesio residual: 0,03%-0,06% (demasiado bajo conduce a una nodularización deficiente, demasiado alto es propenso a la porosidad).
Importancia de la nodularización
- Salto de rendimiento: la resistencia a la tracción alcanza 400-900 MPa, alargamiento del 5% al 20%, cercano al del acero.
- Ampliamente utilizado: reemplace el acero fundido y el acero forjado, y úselo en chasis de automóviles, tuberías, engranajes, máquinas herramienta, energía eólica y otros campos.
Problemas de calidad de nodularización
- Mala nodularización: el grafito es escamoso o floculento → magnesio residual insuficiente, contenido de azufre demasiado alto, temperatura demasiado baja.
- Degradación de la nodularización: el efecto de nodularización disminuye antes del vertido → quemado del magnesio, tiempo de residencia demasiado largo.
- Estructura enfriada: El borde del molde es duro y quebradizo → inoculación insuficiente, exceso de nodulizador.
¿Es cierto que el hierro gris se convierte en hierro dúctil después de la nodularización?
El hierro fundido gris no se puede convertir en hierro dúctil calificado simplemente mediante un tratamiento de nodulización, ya que sus sistemas de composición inherentes son fundamentalmente diferentes y el hierro dúctil calificado requiere un control estricto de la composición previa a la fundición además de procesos de nodulización e inoculación combinados, en lugar de un simple tratamiento del hierro gris.
