Kalcijeve silicijeve zlitine, Ferro silicijinSilicijeve barijeve zlitineso trije pogosto uporabljeni inokulanti v proizvodnji litega železa. Njihova temeljna funkcija je izboljšati morfologijo grafita in izboljšati velikost zrn z dodajanjem specifičnih elementov v staljeno železo, s čimer se izboljšajo mehanske lastnosti (na primer trdnost in žilavost) in obdelovalnost litega železa.
Primerjava jedrnih komponent in mehanizmov inokulacije
Učinkovitost inokulanta je v bistvu določena z njegovimi osnovnimi elementi. Mehanizmi delovanja različnih elementov neposredno vplivajo na učinek inokulacije. Razlike v temeljnih komponentah in mehanizmih treh inokulantov so prikazane v naslednji tabeli:
| Inokulantni tip | Glavne sestavine | Ključni inokulantni elementi | Jedrna inokulantna mehanizem |
| Ferro silicijeva zlitina | Fe (matrica), SI (70%-85%), minimalne nečistoče |
Si |
1. Dopolnjevanje Si v staljenem železu zmanjša ekvivalent ogljika in zavira tvorbo belega litega železa (cementit). 2. SI spodbuja grafitno nukleacijo in izpopolnjuje grafitne delce (npr. Flake Graphite postane lepši in enakomerno razporejen). |
| Kalcijev silicijev zlitina | SI (50%-65%), CA (20%-35%), Fe (saldo) |
Si + ca. |
1. SI ima temeljno vlogo pri inokuliranju in zaviranju belega litega železa. 2. CA je močan deoksidirajoči/razpadajoči element, ki odstranjuje škodljive nečistoče, kot sta O in S iz staljenega železa (zmanjšuje odpornost nečistoč na grafitno nukleacijo). 3. Cao in CAS, ki nastaneta z reakcijo CA z O in S, služita kot heterogena jedra jedra, kar znatno poveča stopnjo grafitne nukleacije in doseže rafiniranje zrnja, ki je boljši od čistega ferosilikona. |
| Barijev silicijev zlitina | SI (50%-70%), BA (10%-25%), Fe (saldo) |
Si + ba |
1. Si ponuja temelje za grafitizacijo. 2. BA -jeva sposobnost deoksidiranja je nekoliko šibkejša od CA -jev, vendar je njegova sposobnost grafitizacije močnejša, kar spodbuja transformacijo grafita iz kosmičev v floke (v duktilnem železu in mallezivnem litem železu). 3. BA zmanjšuje staljeno viskoznost železa, izboljšuje enakomernost porazdelitve grafita in zmanjšuje okvare, kot so krčenje votlin in poroznost v ulitkov. |
Primerjava ključnih scenarijev uspešnosti in uporabe
Razlike med različnimi inokulanti določajo njihove uporabne vrste litega železa (sivo železo, duktilno železo, kopljivo železo itd.) In zahteve za vlivanje (na primer visoka trdnost, tanki - obzidani deli in debeli - obzidani deli). Specifična primerjava je naslednja:
| Primerjalne dimenzije |
Ferro silicijeva zlitina
|
Kalcijev silicijev zlitina
|
Barijev silicijev zlitina
|
| Fotografija |
 |
 |
 |
| Moč inokulacijskega učinka | Šibek - medij (osnovna inokulacija, stabilen, a blag učinek) | Močna (kompozitna inokulacija, pomembna izpopolnjevanje zrn in zatiranje belega litega železa) | Medij - močna (odlična graficizacija, hkrati pa dosežemo tudi rafiniranje zrnja) |
| Izboljšanje morfologije grafit | V glavnem izpopolni Flake Graphite, z omejeno prilagoditvijo morfologije | Fini grafit (kosmiči/flokulacije), ki zmanjšuje "grobi grafit" | Znatno izboljša grafitno morfologijo, kar spodbuja tvorbo flokulentnega/sferoidnega grafita (še posebej primerno za duktilno železo) |
| Zatiranje belega kastinga | Medij (zanaša se izključno na SI, nagnjen k belemu litega železa na tankih - obzidanih delih) | Strong (CA odstranjuje škodljive nečistoče in zmanjša tveganje za belo lito železo v tankih - obzidanih delih) | Sorazmerno močan (BA pomaga grafitizaciji, zatiranje belega litega železa bolje kot Ferrosilicon) |
| Združljivost tipa kastinga | 1. Navadno sivo lito železo (kot so postelje in cevi obdelave); 2. debele - obzidane odlitke z nizkimi zahtevami glede zmogljivosti |
1. Visoka - trdnost sivo litoželevno železo (na primer bloki motorja); 2. Tanka - Sivo iz litega železa (na primer avtomobilske glave cilindrov); 3. Maleble litega železa (ki zahteva izpopolnjevanje zrn) |
1. duktilno železo (kot so avtomobilske ročične gredi in kolesa); 2. visoko - moči Malleble lito železo; 3. Vlitki, ki zahtevajo visoko grafitno morfologijo |
| Nadzor napak | Splošno (nagnjen k krčenju zaradi grobega grafita) | Dobro (rafiniranje grafita zmanjšuje krčenje, CA izboljša pretočnost staljenega železa) | Odlično (BA zmanjšuje staljeno viskoznost železa, zmanjšuje vdolbine za krčenje in vključitve žlindre, zaradi česar je še posebej primeren za zapletene strukturne dele) |
Povzetek priporočil za izbiro
Na podlagi zgornje primerjave je treba pri izbiri inokulanta v dejanski proizvodnji upoštevati naslednja načela:
Scenariji, kjer je prednostna Ferrosilicon (FESI):
Proizvodnja navadnega sivega litega železa (na primer nizko - obremenitvene cevi in deli kmetijskih strojev) z nizkimi zahtevami za moč in grafitno morfologijo;
Odlitki s preprosto strukturo, enakomerno debelino stene in brez tankih - obzidanih območij, nagnjenih k beli listi;
Iskanje nizkih stroškov in stabilnosti procesov brez zapletenega nadzora inokulacije.
Scenariji, v katerih so prednostne zlitine kalcijevega silicija:
Proizvodnja visoke - trdno sivo litoželevno železo (na primer bloki motorja in visoki - tlačni ventili), ki zahtevajo izboljšano natezno trdnost;
Odlitki s tankimi - obzidanimi območji (na primer avtomobilske glave cilindrov), ki zahtevajo močno zatiranje belega lita;
Visoka vsebnost O in S v staljenem železu, ki zahtevajo hkratno deoksidacijo in razžavljo za izboljšanje učinkovitosti inokulacije.
Silicon barijev zlitina (zlitina Fesiba) je prednostna v naslednjih scenarijih:
Proizvodnja duktilnega železa ali kopnega litega železa zahteva strog nadzor nad grafitno morfologijo (flokulacija/sferičnost);
Vlitki s kompleksnimi strukturami (kot so ročične gredi in menjalniki) so nagnjeni k krčenjem votlin in vključkov žlindre;
Visoka - Vrednost - Dodani odlitki zahtevajo višji stroški v zameno za odlične mehanske lastnosti (na primer duktilno železo z natezno trdnostjo večje ali enake 600 MPa).
