Aliaje de siliciu de calciu, Ferro Silicon, șiAliaje de bariu de siliciusunt trei inoculante utilizate frecvent în producția de fontă. Funcția lor de bază este de a îmbunătăți morfologia grafitului și de a rafina dimensiunea cerealelor prin adăugarea de elemente specifice fierului topit, sporind astfel proprietățile mecanice (cum ar fi rezistența și duritatea) și procesabilitatea fontei.
Comparația componentelor de bază și a mecanismelor de inoculare
Performanța unui inoculant este determinată în esență de elementele sale de bază. Mecanismele de acțiune a diferitelor elemente afectează direct efectul de inoculare. Diferențele dintre componentele și mecanismele de bază ale celor trei inoculanți sunt prezentate în tabelul următor:
| Tip inoculant | Ingrediente principale | Elemente cheie inoculante | Mecanism de inoculant de bază |
| Aliaj de siliciu Ferro | FE (matrice), SI (70%-85%), impurități minime |
Si |
1.. Suplimentarea Si în fier topit reduce echivalentul de carbon și inhibă formarea de fontă albă (cimentită). 2. Si promovează nuclearea grafitului și rafinează particulele de grafit (de exemplu, grafitul de fulgi devine mai fin și mai uniform distribuit). |
| Aliaj de siliciu de calciu | Si (50%-65%), CA (20%-35%), Fe (sold) |
SI + CA |
1. Si joacă un rol fundamental în inocularea și inhibarea fontei albe. 2. CA este un element puternic deoxidant/desulfurizant, eliminând impuritățile dăunătoare, cum ar fi O și S din fierul topit (reducând rezistența impurităților la nuclearea grafitului). 3. Cao și CAS, formate prin reacția CA cu O și S, servesc ca nuclee de nucleare eterogene, crescând semnificativ rata de nucleare a grafitului și obținând rafinamentul de cereale superior ferrosiliconului pur. |
| Aliaj de siliciu de bariu | Si (50%-70%), BA (10%-25%), Fe (sold) |
SI + BA |
1. SI oferă o bază pentru grafitizare. 2. Capacitatea de deoxidare a lui Ba este puțin mai slabă decât CA, dar capacitatea sa de grafitizare este mai puternică, promovând transformarea grafitului de la fulgi în flocuri (în fier ductil și fontă maleabilă). . |
Comparația scenariilor cheie de performanță și aplicații
Diferențele de performanță dintre diferiți inoculanți determină tipurile lor de fontă aplicabile (fier gri, fier ductil, fier maleabil etc.) și cerințe de turnare (cum ar fi rezistență ridicată, subțiri - piese de perete și piese groase - piese cu pereți). O comparație specifică este următoarea:
| Dimensiuni de comparație |
Aliaj de siliciu Ferro
|
Aliaj de siliciu de calciu
|
Aliaj de siliciu de bariu
|
| Fotografie |
 |
 |
 |
| Efectul de inoculare Forța | Slab - mediu (inoculare de bază, efect stabil, dar ușor) | Strong (inoculare compozită, rafinament semnificativ de cereale și suprimare albă din fontă) | Mediu - puternic (grafitizare excelentă, obținând în același timp rafinament de cereale) |
| Îmbunătățirea morfologiei grafitelor | Rafină în principal grafitul de fulgi, cu o ajustare limitată a morfologiei | Grafit fin (fulgi/flocuri), reducând „grafit grosier” | Îmbunătățește semnificativ morfologia grafitului, promovând formarea de grafit floculic/sferoidal (potrivit în special pentru fier ductil) |
| Suprimarea albă a turnării | Mediu (se bazează exclusiv pe Si, predispus la fontă albă pe subțire - piese de perete) | Strong (CA elimină impuritățile dăunătoare, reducând riscul de fontă albă în subțiri - părți perete) | Relativ puternic (BA asistă grafitizarea, suprimând fontă albă mai bine decât ferrosiliconul) |
| Compatibilitatea tipului de turnare | 1. fontă gri obișnuită (cum ar fi paturi și țevi pentru mașini -unelte); 2. grosime - turnări cu pereți cu cerințe de performanță scăzută |
1. High - Furtină gri de rezistență (cum ar fi blocurile de motor); 2. subțire - fontă gri perete (cum ar fi capete de cilindru auto); 3. fontă maleabilă (care necesită rafinament de cereale) |
1. Fier ductil (cum ar fi arbori și roți automobile); 2. Înalt - Furtină maleabilă de rezistență; 3. Castings care necesită morfologie înaltă grafit |
| Controlul defectelor | General (predispus la contracție din cauza grafitului grosier) | Bun (rafinamentul de grafit reduce contracția, CA îmbunătățește fluiditatea fierului topit) | Excelent (BA reduce vâscozitatea fierului topit, minimizând cavitățile de contracție și incluziunile de zgură, ceea ce o face deosebit de potrivită pentru piese structurale complexe) |
Rezumatul recomandărilor de selecție
Pe baza comparației de mai sus, în producția reală, trebuie respectate următoarele principii la selectarea unui inoculant:
Scenarii în care este preferat Ferrosilicon (Fesi):
Producția de fontă gri obișnuită (cum ar fi scăzută - conducte de încărcare și piese de utilaje agricole) cu cerințe scăzute pentru forță și morfologie grafit;
Castinguri cu structură simplă, grosime uniformă a peretelui și fără subțire - zone de perete predispuse la turnare albă;
Căutarea stabilității costurilor reduse și a procesului fără un control complex de inoculare.
Scenarii în care sunt preferate aliaje de siliciu de calciu:
Producția de High - Furtină gri de foc (cum ar fi blocuri de motor și supape de presiune -) care necesită o rezistență la tracțiune îmbunătățită;
Castinguri cu subțiri - zone de perete (cum ar fi capete de cilindri auto) care necesită o suprimare puternică a turnului alb;
Conținut ridicat de O și S în fier topit care necesită dezoxidare simultană și desulfurizare pentru a îmbunătăți performanța de inoculare.
Aliaj de bariu de siliciu (aliaj FESIBA) este preferat în scenariile următoare:
Producția de fier ductil sau fontă maleabilă necesită un control strict al morfologiei grafitului (floculare/sfericitate);
Curturile cu structuri complexe (cum ar fi arbori cotit și cutii de viteze) sunt predispuse la cavități de contracție și incluziuni de zgură;
Valoarea ridicată - - turnările adăugate necesită un cost mai mare în schimbul proprietăților mecanice excelente (cum ar fi fierul ductilei cu o rezistență la tracțiune mai mare sau egală cu 600 MPa).
