Por que o ferro fundido de grafite vermicular é melhor do que o ferro fundido cinzento em resistência ao calor?
Por que o ferro fundido com grafite vermicular é melhor em resistência ao calor do que o ferro fundido cinzento?
Morfologia da grafite: A grafite do ferro fundido de grafite vermicular tem formato-de verme, é curta e grossa, com extremidades rombas. Essa morfologia torna o grafite mais firmemente ligado à matriz metálica, o que pode efetivamente dificultar a transferência de calor, e tem pouco efeito de corte na matriz em altas temperaturas, reduzindo a concentração de tensão térmica. O grafite em flocos do ferro fundido cinzento é afiado e delgado, como uma "fonte de trinca", que é fácil de causar propagação de trinca sob estresse térmico de alta temperatura e reduzir a resistência ao calor.
Estrutura da matriz: Agente vermicularizante e inoculante são adicionados durante o processo de produção do ferro fundido de grafite vermicular para tornar a estrutura da matriz mais densa e uniforme, com menor segregação de componentes. Isto permite manter uma boa estabilidade da estrutura organizacional em altas temperaturas e reduzir a degradação do desempenho causada por mudanças organizacionais. A estrutura da matriz do ferro fundido cinzento é pobre em uniformidade e densidade e está sujeita a problemas como organização grosseira e solta em altas temperaturas, afetando a resistência ao calor.
Composição química: O ferro fundido de grafite vermicular geralmente contém uma certa quantidade de elementos de liga, como terras raras e magnésio. Esses elementos podem melhorar a resistência à oxidação e a resistência a altas temperaturas do ferro fundido e aumentar a resistência ao calor. Por exemplo, elementos de terras raras podem purificar o ferro fundido, melhorar a fluidez do ferro fundido, refinar grãos, melhorar a organização e melhorar a resistência à oxidação e à fadiga térmica. O ferro fundido cinzento geralmente tem um baixo teor de elementos de liga e sua resistência à oxidação e resistência a altas temperaturas não são tão boas quanto as do ferro fundido de grafite vermicular.
2. Por que o ferro fundido com grafite vermicular tem boa resistência ao calor?
Maior resistência à oxidação: sob ambiente de alta temperatura, o ferro fundido de grafite vermicular pode formar uma película densa de óxido na superfície, o que pode impedir que o metal interno seja ainda mais oxidado, de modo que tenha melhor resistência à oxidação e possa suportar efeitos de longo-prazo de temperaturas mais altas.
Melhor resistência à fadiga térmica: Devido à morfologia da grafite e às características de organização da matriz do ferro fundido de grafite vermicular, ele pode resistir melhor aos efeitos do estresse térmico durante ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento, reduzir a geração e expansão de trincas por fadiga térmica e tem boa resistência à fadiga térmica.
Resistência estável a-altas temperaturas: em altas temperaturas, o ferro fundido de grafite vermicular ainda pode manter uma alta resistência. A estabilidade de sua estrutura de matriz e o papel dos elementos de liga tornam-no menos propenso a se deformar e quebrar quando sujeito a cargas de{2}}altas temperaturas, e ele pode funcionar de forma estável em um ambiente-de alta temperatura por um longo período.
De modo geral, o ferro fundido de grafite vermicular pode manter um bom desempenho na faixa de temperatura de 300 graus - 800 graus e é adequado para uma variedade de cenários de trabalho em alta-temperatura, como cilindros de motores de automóveis, tubos de escape, moldes de vidro, etc.
3. Por que a resistência ao calor do ferro fundido cinzento é baixa?
A influência da morfologia da grafite: A grafite no ferro fundido cinzento é escamosa. Essa morfologia torna grande a área de interface entre o grafite e a matriz, e se torna um canal para transferência de calor em altas temperaturas, acelerando a condução de calor, fazendo com que a temperatura geral da peça fundida suba rapidamente. Além disso, as extremidades do grafite em flocos são afiadas, como fontes de fissuras. Sob a ação do estresse térmico, é fácil causar expansão de fissuras, reduzindo a resistência e a resistência ao calor da peça fundida.
A influência da estrutura da matriz: A estrutura da matriz do ferro fundido cinzento geralmente apresenta mais defeitos, como poros, impurezas, etc. Em altas temperaturas, esses defeitos se tornarão locais de concentração de tensões, o que pode facilmente levar a danos locais da organização. Ao mesmo tempo, a estrutura da matriz também é propensa à grafitização em altas temperaturas, o que reduz as propriedades mecânicas da peça fundida e afeta ainda mais sua resistência ao calor.
Influência da composição química: O ferro fundido cinzento tem baixo teor de elementos de liga e carece de elementos que possam melhorar a resistência ao calor, como cromo, molibdênio e níquel. Esses elementos de liga podem formar uma película densa de óxido na superfície da peça fundida, melhorar a resistência à oxidação e aumentar a estabilidade e a resistência a altas-temperaturas da matriz. Devido à falta desses elementos no ferro fundido cinzento, sua resistência à oxidação e à deformação térmica são fracas.
