Viden

Sporstoffer i duktilt jern

Under fremstillingsprocessen af ​​duktilt jern er der en række sporstoffer, der forstyrrer sfæroidiseringsprocessen. Selvom massefraktionen af ​​disse elementer i duktilt jern kun er et par dele pr. titusind eller et par dele pr. hundrede tusind, kan de påvirke sfæroidiseringseffekten betydeligt. Denne interferens er tæt forbundet med magnesiumindholdet i smelten og afkølingshastigheden, og virkningerne af forskellige interfererende elementer er overlejret.

 

Almindelige interfererende elementer omfatter Sb, Sn, Bi, Te, Pb, Ti, Se og As osv. Disse elementer kan klassificeres efter deres magnesiumforbrugende egenskaber: Te og Se tilhører den magnesiumforbrugende type, som er tilbøjelig til at kombinere med magnesium og fremme dannelsen af ​​vermikulær grafit, underkølet grafit og flagegrafit; Sb, Sn, As og Ti tilhører korngrænsesegregeringstypen, som har tendens til at danne forvrænget grafit ved korngrænserne; mens Pb og Bi tilhører den blandede type, der danner forvrænget grafit ved lavt indhold og fremmer dannelsen af ​​underkølet grafit og flagegrafit ved højt indhold.

 

For at undertrykke den anti-sfæroidiserende effekt af disse sporforstyrrende elementer eller for at udvide deres tilladte område, kan sjældne jordarter tilsættes duktilt jern. Den tilsatte mængde sjældne jordarter bør justeres i henhold til renheden af ​​det smeltede jern, og det er normalt passende, at den resterende ceriummassefraktion når 0.03%.

 

Det er især værd at nævne blyelementet. Når jernvæsken indeholder bly, og massefraktionen er mellem 0.01 % og 0.05 %, skal massefraktionen af ​​resterende magnesium overstige 85 %, og massefraktionen af ​​resterende cerium skal også nå over 0.6 % for at opnå en sfæroidiseringshastighed på over 0.05 %.

 

Dernæst vil vi dykke ned i det mest fremtrædende blandt disse sporstoffer.

 

bismuth

Elementtype: Metalelement

Elementsymbol: Bi

Atomnummer: 83

Relativ atommasse: 209

Gruppe: Gruppe VA

Periode: Sjette periode

 

Fysiske egenskaber

Udseende: Vismut er et sølvhvidt til lyserødt metal med en metallisk glans, men det er sprødt og let at knuse.

Densitet: Den har en relativt høj densitet på 8.4 gram pr. kubikcentimeter.

Smelte- og kogepunkter: Vismut har et relativt lavt smeltepunkt på 271°C og et kogepunkt på 1,564°C.

Varmeledningsevne: Blandt metaller har bismuth en relativt lav varmeledningsevne, kun overgået af kviksølv, med 87 W.·m^-1·K^-1.

Andre egenskaber: Vismut er stabil ved stuetemperatur og reagerer ikke med alkalier eller ikke-oxiderende syrer, men det er opløseligt i varm koncentreret svovlsyre. Det er bemærkelsesværdigt, at dets volumen øges, når det går fra flydende til fast stof.

 

Kemiske egenskaber

Stabilitet: Vismut har relativt stabile kemiske egenskaber. En undersøgelse fra 2003 viste dog, at vismut har ekstremt svag radioaktivitet og langsomt omdannes til thallium gennem alfahenfald med en halveringstid på 9×10^19 år.

Reaktivitet: Vismut er stabilt i luft. Når det opvarmes til over smeltepunktet, kan det brænde og producere en lyseblå flamme, der danner vismuttrioxid. Derudover kan rødglødende vismut også reagere med svovl og halogener. Det er værd at bemærke, at vismut er uopløselig i vand og ikke-oxiderende syrer (såsom saltsyre), men det kan opløses i kongevand og koncentreret salpetersyre.

 

Ansøgningsfelter

Legeringsfremstilling: Vismut kan blandes i forhold med metaller som antimon, cadmium og tin for at producere legeringer med et smeltepunkt lavere end 200°C, såsom Woods legering. Disse legeringer bruges ofte til at fremstille sikringer og loddemetal med lavt smeltepunkt. Derudover bruges det på grund af bismuths kontrollerbare smeltepunkt også som varmebærer og kølemiddel i atomreaktorer.

Metallurgisk tilsætningsstof: Tilsætning af en lille mængde vismut under metalsmeltningsprocessen kan forbedre emnets ydeevne betydeligt. For eksempel kan tilsætning af 1% til 4% vismut til stål forbedre dets skæreevne, mens tilsætning af en lille mængde vismut til kobber kan forbedre dets slidstyrke.

Halvledermaterialer: Vismutselenid og bismuttellurid har halvlederegenskaber, hvilket gør dem til fremragende halvledermaterialer.

Katalysator: Vismut og dets forbindelser kan bruges som katalysatorer i visse kemiske reaktioner, såsom at fremme omdannelsen af ​​kuldioxid til det gasformige brændstof kulilte.

 

Rollen i duktilt jern

Tilsætning af en spormængde vismut (normalt mindre end 0.1%) til duktilt jern kan øge antallet af dannede grafitkugler betydeligt under de samme forhold, op til seks gange så mange som originalen. Når vismutindholdet kontrolleres inden for et bestemt område, er det meget gavnligt for at eliminere forvrænget grafit og danne sfærisk grafit. På grund af indflydelsen fra andre faktorer er effekten af ​​at tilsætte vismut alene til duktilt jern dog ikke altid ideel.

 

Hvis du har spørgsmål, ønsker, behov for udvikling af nye dele af duktilt støbejern eller forbedring af din forsyningskæde, er du velkommen til at kontakte os.  info@castings-forging.com