Mengapa besi cor grafit vermicular lebih baik daripada besi cor kelabu dalam hal ketahanan panas?
Mengapa besi cor grafit vermicular lebih tahan panas dibandingkan besi cor kelabu?
Morfologi grafit: Grafit besi cor grafit vermicular berbentuk cacing-, pendek dan tebal, dengan ujung tumpul. Morfologi ini membuat grafit terikat lebih erat pada matriks logam, yang secara efektif dapat menghambat perpindahan panas, dan memiliki sedikit efek pemotongan pada matriks pada suhu tinggi, sehingga mengurangi konsentrasi tegangan termal. Grafit serpihan besi cor kelabu tajam dan ramping, seperti "sumber retak", yang mudah menyebabkan perambatan retak pada tekanan termal suhu tinggi dan mengurangi ketahanan panas.
Struktur matriks: Bahan vermicularizing dan inokulan ditambahkan selama proses produksi besi cor grafit vermicular untuk membuat struktur matriks lebih padat dan seragam, dengan segregasi komponen yang lebih sedikit. Hal ini memungkinkannya menjaga stabilitas struktur organisasi yang baik pada suhu tinggi dan mengurangi penurunan kinerja yang disebabkan oleh perubahan organisasi. Struktur matriks besi cor kelabu memiliki keseragaman dan kepadatan yang buruk, dan rentan terhadap masalah seperti pengorganisasian yang kasar dan longgar pada suhu tinggi, sehingga mempengaruhi ketahanan panas.
Komposisi kimia: Besi cor grafit vermicular sering kali mengandung sejumlah unsur paduan, seperti tanah jarang dan magnesium. Elemen-elemen ini dapat meningkatkan ketahanan oksidasi dan kekuatan suhu tinggi dari besi cor serta meningkatkan ketahanan panas. Misalnya, unsur tanah jarang dapat memurnikan besi cair, meningkatkan fluiditas besi cair, menghaluskan butiran, meningkatkan pengorganisasian, dan meningkatkan ketahanan oksidasi dan ketahanan terhadap kelelahan termal. Besi cor kelabu umumnya memiliki kandungan unsur paduan yang rendah, dan ketahanan oksidasi serta kekuatan suhu tinggi tidak sebaik besi cor grafit vermicular.
2. Mengapa besi cor grafit vermicular memiliki ketahanan panas yang baik?
Ketahanan oksidasi yang lebih tinggi: Di bawah lingkungan bersuhu tinggi, besi cor grafit vermicular dapat membentuk lapisan oksida padat di permukaan, yang dapat mencegah logam bagian dalam teroksidasi lebih lanjut, sehingga memiliki ketahanan oksidasi yang lebih baik dan tahan terhadap-efek jangka panjang dari suhu yang lebih tinggi.
Ketahanan lelah termal yang lebih baik: Karena morfologi grafit dan karakteristik organisasi matriks dari besi cor grafit vermicular, besi cor grafit vermicular dapat menahan efek tekanan termal dengan lebih baik selama siklus pemanasan dan pendinginan berulang, mengurangi pembentukan dan perluasan retakan kelelahan termal, dan memiliki ketahanan lelah termal yang baik.
Kekuatan-suhu tinggi yang stabil: Pada suhu tinggi, besi cor grafit vermicular masih dapat mempertahankan kekuatan tinggi. Stabilitas struktur matriksnya dan peran elemen paduan membuatnya kecil kemungkinannya untuk berubah bentuk dan pecah ketika terkena beban-suhu tinggi, dan dapat bekerja secara stabil di-lingkungan bersuhu tinggi untuk waktu yang lama.
Secara umum, besi cor grafit vermicular dapat mempertahankan kinerja yang baik pada kisaran suhu 300 derajat - 800 derajat , dan cocok untuk berbagai skenario kerja suhu tinggi, seperti silinder mesin mobil, pipa knalpot, cetakan kaca, dll.
3. Mengapa besi cor kelabu memiliki ketahanan panas yang buruk?
Pengaruh morfologi grafit: Grafit pada besi cor kelabu bersisik. Morfologi ini membuat luas antarmuka antara grafit dan matriks menjadi besar, dan menjadi saluran perpindahan panas pada suhu tinggi, mempercepat konduksi panas, menyebabkan suhu keseluruhan pengecoran meningkat dengan cepat. Apalagi ujung grafit serpihannya tajam, seperti sumber retakan. Di bawah pengaruh tekanan termal, mudah menyebabkan perluasan retakan, mengurangi kekuatan dan ketahanan panas coran.
Pengaruh struktur matriks: Struktur matriks besi cor kelabu biasanya memiliki lebih banyak cacat, seperti pori-pori, pengotor, dll. Pada suhu tinggi, cacat ini akan menjadi lokasi konsentrasi tegangan, yang dengan mudah dapat menyebabkan kerusakan lokal pada organisasi. Pada saat yang sama, struktur matriks juga rentan terhadap grafitisasi pada suhu tinggi, yang mengurangi sifat mekanik coran dan selanjutnya mempengaruhi ketahanan panasnya.
Pengaruh komposisi kimia: Besi cor kelabu memiliki kandungan unsur paduan yang rendah dan kekurangan unsur yang dapat meningkatkan ketahanan panas, seperti kromium, molibdenum, dan nikel. Elemen paduan ini dapat membentuk lapisan oksida padat pada permukaan pengecoran, meningkatkan ketahanan oksidasi, dan meningkatkan stabilitas dan kekuatan-suhu tinggi dari matriks. Karena kurangnya unsur-unsur ini dalam besi cor kelabu, ketahanan oksidasi dan ketahanan deformasi termalnya lemah.
