Cacat grafit blok besi ulet adalah salah satu cacat struktural yang umum terjadi pada besi ulet tebal dan berpenampang besar, besi ulet silikon tinggi, dan bagian besi ulet austenitik. Hal ini mempunyai pengaruh yang besar terhadap sifat mekanik coran, yaitu sebagai berikut:Kekuatan tarik:Bergantung pada fraksi volume grafit blok dalam struktur, kekuatan tarik coran akan berkurang sebesar 20%~40%. Perpanjangan: akan berkurang 50%~80%. Ketangguhan dampak: akan berkurang 50%.
Alasan utama terbentuknya grafit terfragmentasi adalah:
1.Kemampuan nukleasi grafit primer atau grafit eutektik lemah:
Karena kondisi pendinginan yang buruk, inti grafit diendapkan dan kemudian dilarutkan. Pada saat ini, cairan besi yang sangat dingin akan mengendapkan dendrit austenit primer dan tumbuh, dan cairan sisa yang sempit dan panjang yang saling berhubungan akan terbentuk di antara dendrit austenit. Atom C berada dalam keadaan jenuh dalam sisa cairan ini. Dalam kondisi ini, atom C hanya dapat mengendap pada akhir pemadatan sisa cairan besi. Karena keterbatasan austenit padat di sekitarnya, ia tidak dapat mengendap seperti grafit bola normal, tetapi hanya dapat dengan cepat berinti dan tumbuh bebas, membentuk grafit terfragmentasi bercabang banyak yang tersebar di sepanjang dendrit austenit.
2. Penambahan tanah jarang yang berlebihan dan kandungan unsur berbahaya seperti belerang: biasanya muncul saat menggunakan muatan tungku dengan kemurnian tinggi.
Segregasi mikro unsur-unsur tertentu juga dianggap menjadi faktor penting penyebab grafit terfragmentasi. Secara khusus, pemisahan unsur tanah jarang Ce dapat menyebabkan pembentukan grafit terfragmentasi pada antarmuka antara austenit dan fase cair ketika reaksi eutektik mendekati titik akhir. Namun, mekanisme spesifiknya memerlukan studi lebih lanjut.
Langkah-langkah berikut dapat diambil untuk mencegah besi ulet menghasilkan cacat grafit yang terfragmentasi:
1.Optimalkan suhu penuangan untuk menghindari suhu penuangan yang terlalu tinggi atau rendah yang berdampak buruk pada morfologi grafit. Secara umum, suhu penuangan harus dikontrol dalam kisaran yang sesuai untuk memastikan bahwa grafit dapat diendapkan sepenuhnya dan membentuk bentuk bola yang baik.
2. Kontrol secara ketat komposisi besi cair, termasuk setara karbon, kandungan silikon, jumlah sisa tanah jarang dan magnesium, dll., untuk memastikan bahwa komposisi tersebut berada dalam kisaran yang tepat untuk menghindari cacat seperti grafit mengambang dan grafit terfragmentasi.
3.Gunakan inokulan kuat (silikon barium Ba4-6) dan lakukan proses inokulasi tertunda seketika (silikon strontium Sr1-1.2), yang tidak hanya menghasilkan sejumlah besar partikel inti pada besi cair , tetapi juga mencegah peluruhan inokulasi, memastikan bahwa besi ulet memiliki cukup bola grafit selama pemadatan eutektik, dan mengurangi cacat grafitisasi.
4.Meningkatkan kekompakan dan keseragaman cetakan pasir, memastikan cetakan pengecoran memiliki kekakuan yang cukup, dan menghindari cacat grafitisasi yang disebabkan oleh deformasi cetakan pasir.
5. Rancang sistem penuangan dan riser secara rasional untuk memastikan bahwa logam cair dapat mengisi cetakan dengan lancar dan mengeras secara berurutan untuk mengurangi terjadinya cacat seperti rongga penyusutan dan penyusutan.
6. Perlakuan panas pada coran, seperti anil atau normalisasi, untuk lebih meningkatkan morfologi grafit dan struktur matriks serta meningkatkan kinerja coran.
Untuk perawatan coran tebal dan berpenampang besar, selain menggunakan spheroidizer tanah jarang berat yang relatif tahan terhadap resesi, juga perlu menggunakan inokulan komposit efisiensi tinggi dalam jumlah yang tepat untuk beberapa inokulasi. Kemampuan nukleasi dan pertumbuhan grafit dalam besi cair dapat ditingkatkan sampai batas tertentu untuk mencegah resesi, yang secara efektif dapat memecahkan masalah grafit terfragmentasi.
