Miksi vermikulaarinen grafiittivalurauta on parempi lämmönkestävyydeltään kuin harmaavalurauta?
Miksi vermikulaarinen grafiittivalurauta on parempi lämmönkestävyys kuin harmaavalurauta?
Grafiitin morfologia: Vermikulaarisen grafiittivaluraudan grafiitti on mato{0}}muotoista, lyhyttä ja paksua, ja siinä on tylsät päät. Tämä morfologia tekee grafiitista tiukemman sitoutuneen metallimatriisiin, mikä voi tehokkaasti estää lämmönsiirtoa, ja sillä on vain vähän leikkaavaa vaikutusta matriisiin korkeissa lämpötiloissa, mikä vähentää lämpöjännityksen pitoisuutta. Harmaan valuraudan hiutalegrafiitti on terävä ja hoikka, kuten "halkeamien lähde", joka on helppo aiheuttaa halkeamien etenemistä korkean lämpötilan lämpörasituksessa ja vähentää lämmönkestävyyttä.
Matriisirakenne: Vermikularointiainetta ja ymppäysainetta lisätään vermikulaarisen grafiittivaluraudan tuotantoprosessin aikana, jotta matriisirakenne tulee tiheämmäksi ja yhtenäisemmäksi, jolloin komponenttien erottelu vähenee. Tämän ansiosta se säilyttää hyvän organisaatiorakenteen vakauden korkeissa lämpötiloissa ja vähentää organisaatiomuutosten aiheuttamaa suorituskyvyn heikkenemistä. Harmaan valuraudan matriisirakenne on epätasainen ja tiheydeltään heikko, ja se on altis ongelmille, kuten karkealle ja löysälle organisoinnille korkeissa lämpötiloissa, mikä vaikuttaa lämmönkestävyyteen.
Kemiallinen koostumus: Vermikulaarinen grafiittivalurauta sisältää usein tietyn määrän seosaineita, kuten harvinaisia maametallia ja magnesiumia. Nämä elementit voivat parantaa valuraudan hapettumiskestävyyttä ja lujuutta korkeissa lämpötiloissa ja parantaa lämmönkestävyyttä. Harvinaiset maametallit voivat esimerkiksi puhdistaa sulaa rautaa, parantaa sulan raudan juoksevuutta, jalostaa rakeita, parantaa organisointia ja parantaa hapettumisenkestävyyttä ja lämpöväsymiskestävyyttä. Harmaalla valuraudalla on yleensä alhainen seosainepitoisuus, ja sen hapettumisenkestävyys ja korkeiden lämpötilojen lujuus eivät ole yhtä hyviä kuin vermikulaarisen grafiittivaluraudan.
2. Miksi vermikulaarisella grafiittivaluraudalla on hyvä lämmönkestävyys?
Korkeampi hapettumisenkestävyys: Korkean lämpötilan ympäristössä vermikulaarinen grafiittivalurauta voi muodostaa pinnalle tiheän oksidikalvon, joka voi estää sisäisen metallin hapettumisen edelleen, jolloin sillä on parempi hapettumiskestävyys ja se kestää korkeiden lämpötilojen pitkäaikaisia vaikutuksia-.
Parempi lämpöväsymiskestävyys: Vermikulaarisen grafiittivaluraudan grafiitin morfologian ja matriisiorganisaatioominaisuuksien ansiosta se kestää paremmin lämpörasituksen vaikutuksia toistuvien lämmitys- ja jäähdytysjaksojen aikana, vähentää lämpöväsymishalkeamien syntymistä ja laajenemista ja sillä on hyvä lämpöväsymiskestävyys.
Vakaa lujuus korkeissa{0}}lämpötiloissa: Vermikulainen grafiittivalurauta voi silti säilyttää korkean lujuuden korkeissa lämpötiloissa. Sen matriisirakenteen stabiilisuus ja seosaineiden rooli tekevät siitä epätodennäköisemmän muodonmuutosta ja rikkoutumista, kun se altistetaan korkeille lämpökuormituksille, ja se voi toimia vakaasti korkean lämpötilan ympäristössä pitkään.
Yleisesti ottaen vermikulaarinen grafiittivalurauta voi säilyttää hyvän suorituskyvyn 300 asteen - 800 asteen lämpötila-alueella, ja se soveltuu useisiin korkean-lämpötilojen käyttöskenaarioihin, kuten autojen moottorin sylintereihin, pakoputkiin, lasimuotteihin jne.
3. Miksi harmaan valuraudan lämmönkestävyys on huono?
Grafiitin morfologian vaikutus: Harmaan valuraudan grafiitti on hiutaleista. Tämä morfologia tekee grafiitin ja matriisin välisestä rajapinnasta suuren, ja siitä tulee lämmönsiirtokanava korkeissa lämpötiloissa, mikä kiihdyttää lämmönjohtavuutta, jolloin valukappaleen kokonaislämpötila nousee nopeasti. Lisäksi hiutalegrafiitin päät ovat teräviä, kuten halkeamien lähteet. Lämpöjännityksen vaikutuksesta on helppo aiheuttaa halkeamien laajenemista, mikä vähentää valun lujuutta ja lämmönkestävyyttä.
Matriisirakenteen vaikutus: Harmaan valuraudan matriisirakenteessa on yleensä enemmän vikoja, kuten huokosia, epäpuhtauksia jne. Korkeissa lämpötiloissa näistä vioista tulee jännityksen keskittymiskohtia, mikä voi helposti johtaa paikallisiin organisaatiovaurioihin. Samalla matriisirakenne on myös altis grafitoitumiselle korkeissa lämpötiloissa, mikä heikentää valukappaleen mekaanisia ominaisuuksia ja vaikuttaa edelleen sen lämmönkestävyyteen.
Kemiallisen koostumuksen vaikutus: Harmaavaluraudassa on alhainen seosainepitoisuus ja siitä puuttuu lämmönkestävyyttä parantavia elementtejä, kuten kromi, molybdeeni ja nikkeli. Nämä seoselementit voivat muodostaa tiheän oksidikalvon valun pinnalle, parantaa hapettumisenkestävyyttä ja parantaa matriisin vakautta ja lujuutta korkeassa lämpötilassa. Koska harmaavaluraudassa ei ole näitä alkuaineita, sen hapettumisenkestävyys ja lämpömuodonmuutoskestävyys ovat heikkoja.
