Krzem jest kluczowym elementem stopowym w żeliwa, zasadniczo określającym jego mikrostrukturę, właściwości mechaniczne i możliwość produkcji. Dodanie krzemu do żelaza zlewnia dotyczy nieodłącznych ograniczeń czystego żelaza, umożliwiając żeliwo do pasowania do określonych zastosowań, takich jak bloki silnika, rury i naczynia kuchenne. Służy kilka funkcji podstawowych:
1. Regulacja tworzenia grafitu
Najbardziej charakterystyczną cechą żeliwa jest jego zawartość węgla, która istnieje przede wszystkim w dwóch formach:
- FE₃C:Twardy, ale wysoce krucha związek międzymetaliczny, który nadaje skrajnej twardości żeliwnej, ale sprawia, że jest podatna na pękanie.
- C:Miękka, płatka - lub faza w kształcie sferoidalnej -, która zwiększa ciągliwość i zdolność.
Krzem działa jako silny stabilizator grafitu, przede wszystkim hamując tworzenie się węglików podczas promowania zarodkowania grafitu. Bez dodatku krzemu większość warunków chłodzenia spowodowałaby kruchość białego żeliwa dominowanego przez węgliki, nieodpowiednie do zastosowań wymagających wytrzymałości.
2. Poprawa płynności
Aby rzucić złożone składniki strukturalne z żeliwa, stan stopiony musi wykazywać doskonałą płynność. Musi łatwo przepływać w wąskie wnęki formy i wypełniać wszystkie przestrzenie przed zestaleniem.
Krzem zwiększa płynność przez:
Zawężenie zakresu punktów topnienia żeliwnego
Zmniejszenie lepkości
Ta właściwość ma kluczowe znaczenie dla wytworzenia skomplikowanych, cienkich - odlewów mury, które w innym przypadku zostałyby złomowane z powodu niepełnego wypełnienia.
3. Poprawa odporności na utlenianie i odporność na korozję
Żelazie jest podatne na utlenianie i korozję chemiczną, szczególnie w środowiskach temperaturowych na zewnątrz lub wysokiej - (np. Kolektorstwo wydechowe, rury wodne). Krzem zwiększa trwałość żeliwa przez:
- Tworząc ochronną warstwę tlenku:W wysokich temperaturach krzem reaguje z tlenem, tworząc gęstą, ciasno przylegającą warstwę krzemionki (SiO₂) na powierzchni żeliwnej.
- Zmniejszenie reaktywności żelaza: Kiedy krzem rozpuszcza się w matrycy, obniża aktywność elektrochemiczną żelaza, czyniąc go mniej podatnym na korozję galwaniczną w środowisku wilgotnym lub kwaśnym.
4. Ulepszanie jakości castingu
Podczas zestalania stopione żeliwo zleciowe kurczy się, gdy przechodzi z cieczy na stały, potencjalnie powodując wady takie jak wnęki skurczowe lub pory gazowe, które osłabiają wytrzymałość odlewu.
Silicon łagodzi ten problem przez:
Promowanie rozszerzenia grafitu
Kiedy węgiel wytrąca się jako grafit, jego niższa gęstość w porównaniu z cementitem powoduje niewielką ekspansję objętościową. Stabilizując więcej tworzenia grafitu, krzem wzmacnia ten efekt ekspansji, częściowo kompensując skurcz stopionego metalu.
Rafinacja struktury ziarna
Krzem indukuje zarodkowanie grafitu, tworząc drobniejsze ziarna i zmniejszając inter - pustki dendrytyczne, minimalizując w ten sposób porowatość mikro -.
Daje to gęstsze, wad - darmowe odlewy ze stabilną, niezawodną wydajnością.
5. Zmniejszenie kosztów produkcji
Silicon zapewnia korzyści ekonomiczne produkcji żeliwnej, co czyni ją kosztem - materiału konkurencyjnego:
- Koszt obfity i niski -:Krzem jest drugim najliczniejszym elementem skorupy ziemskiej, z niskimi kosztami ekstrakcji i stopami.
- Zmniejszone poleganie na drogich elementach stopowych:Krzem może częściowo zastępować kosztowne elementy, takie jak nikiel (stosowany do wytrzymałości) i chrom (stosowany do odporności na korozję), obniżając koszty materiału przy jednoczesnym zachowaniu krytycznych właściwości.
- Poprawiona maszyna:Krzem stabilizuje tworzenie miękkiego grafitu, który działa jako zbudowany - w smaru podczas obróbki. Zmniejsza to siły zużycia narzędzi i cięcia, przyspieszając prędkości produkcji i obniżając koszty oprzyrządowania.
Jeśli chcesz kupić produkty krzemowe, skontaktuj się z nami! Możesz poinformować nas o swoich konkretnych wymaganiach, a my dostarczamy produkty zgodnie ze specyfikacjami.louisxu@ns-ferroalloy.com
