Les défauts de graphite des blocs de fonte ductile sont l'un des défauts structurels courants dans les pièces en fonte ductile épaisse et de grande section, en fonte ductile à haute teneur en silicium et en fonte ductile austénitique. Il a une grande influence sur les propriétés mécaniques des pièces moulées, qui sont les suivantes : Résistance à la traction : En fonction de la fraction volumique de bloc de graphite dans la structure, la résistance à la traction de la pièce moulée sera réduite de 20 % à 40 %. Allongement : sera réduit de 50 % à 80 %. Résistance aux chocs : sera réduite de 50 %.
Les principales raisons de la formation de graphite fragmenté sont :
1.La capacité de nucléation du graphite primaire ou du graphite eutectique est faible :
En raison de mauvaises conditions de refroidissement, le noyau de graphite est précipité puis dissous. À ce moment-là, le liquide de fer surfondu précipitera préférentiellement les dendrites d'austénite primaires et grandira, et des liquides résiduels interconnectés, étroits et longs se formeront entre les dendrites d'austénite. Les atomes de C sont sursaturés dans ces liquides résiduels. Dans ces conditions, les atomes de C ne peuvent précipiter que lors de la solidification tardive du liquide de fer résiduel. En raison de la limitation de l'austénite solide environnante, elle ne peut pas précipiter sous forme de graphite sphérique normal, mais peut seulement se nucléer rapidement et croître librement, formant du graphite fragmenté multi-ramifié réparti le long des dendrites d'austénite.
2. Ajout excessif de terres rares et teneur en éléments nocifs tels que le soufre : apparaissent généralement lors de l'utilisation d'une charge de four de haute pureté.
La microségrégation de certains éléments est également considérée comme un facteur important de fragmentation du graphite. En particulier, la ségrégation de l'élément de terre rare Ce peut conduire à la formation de graphite fragmenté à l'interface entre l'austénite et la phase liquide lorsque la réaction eutectique est proche du point final. Cependant, le mécanisme spécifique nécessite une étude plus approfondie.
Les mesures suivantes peuvent être prises pour empêcher la fonte ductile de produire des défauts de graphite fragmentés :
1.Optimiser la température de coulée pour éviter des températures de coulée trop élevées ou trop basses qui auraient des effets néfastes sur la morphologie du graphite. D'une manière générale, la température de coulée doit être contrôlée dans une plage appropriée pour garantir que le graphite puisse être complètement précipité et former une bonne forme sphérique.
2. Contrôler strictement la composition du fer fondu, y compris l'équivalent carbone, la teneur en silicium, la quantité résiduelle de terres rares et de magnésium, etc., pour garantir qu'ils se situent dans une plage appropriée afin d'éviter des défauts tels que le graphite flottant et le graphite fragmenté.
3.Utilisez un inoculant puissant (silicium baryum Ba4-6) et adoptez un processus d'inoculation retardée instantanée (silicium strontium Sr1-1.2), qui peut non seulement donner au fer fondu un grand nombre de particules centrales , mais empêche également la dégradation de l'inoculation, garantit que la fonte ductile contient suffisamment de billes de graphite pendant la solidification eutectique et réduit les défauts de graphitisation.
4. Améliorez la compacité et l'uniformité du moule en sable, assurez-vous que le moule de coulée a une rigidité suffisante et évitez les défauts de graphitisation causés par la déformation du moule en sable.
5. Concevoir rationnellement le système de versement et la colonne montante pour garantir que le métal fondu peut remplir en douceur le moule et se solidifier séquentiellement afin de réduire l'apparition de défauts tels que les cavités de retrait et le retrait.
6. Traitement thermique des pièces moulées, tel que le recuit ou la normalisation, pour améliorer encore la morphologie du graphite et la structure de la matrice et améliorer les performances des pièces moulées.
Pour le traitement des pièces moulées épaisses et de grande section, en plus d'utiliser des sphéroïdiseurs lourds de terres rares relativement résistants à la récession, il est également nécessaire d'utiliser une quantité appropriée d'inoculants composites à haute efficacité pour des inoculations multiples. Les capacités de nucléation et de croissance du graphite dans le fer fondu peuvent être améliorées dans une certaine mesure pour empêcher sa récession, ce qui peut résoudre efficacement le problème du graphite fragmenté.
