Küresel grafitli dökme demirde nodülerleştirme ve inokülasyon: FeSiMg işlemi, magnezyum geri kazanımı ve fade yönetimi
Küresel grafitli (nodüler) dökme demir, modern mühendisliğin en önemli yapısal dökme demir malzemelerinden biridir. Özelliklerini açan metalurjik adım nodülerleştirme işlemidir: grafitin gerilme yoğunlaştıran pullar yerine küresel nodüller olarak çökelmesini sağlamak. Bu dönüşüm magnezyum tarafından yönetilir, nodülerleştirici FeSiMg olarak sağlanır ve ferrosilisyum ile kalsiyum-silisyum inokülasyonuyla desteklenir. Günlük meydan okuma dar hedef kalıntı magnezyumu tutturmak, döküm sırasında nodül çekirdeklenmesini sürdürmek ve kalın kesitli dökümlerde Mg fade’ini yönetmektir.
Magnezyum küresel grafitli demiri mümkün kılar ama çok dar bir pencerede çalışır. %0,03 ile %0,06 arası kalıntı magnezyum iyi nodülerize grafit üretir; altında kompakt veya lamelli formlara yozlaşır ve döküm sünekliğini yitirir; üstünde magnezyum buharı parlar, dross kapanımları oluşur ve kusurlar çoğalır. İşlem alaşımı FeSiMg bu pencereye düşecek şekilde formüle ve doze edilmelidir. %5–10 magnezyum, kalsiyum ve opsiyonel toprak alkali içeren FeSiMg, standart koşullarda %40–60 geri kazanım ile hedef kalıntıyı tutturur.
İşlem magnezyum seviyesini belirler ama grafitin gerçekten nodül olarak çekirdeklenmesini inokülasyon garanti eder. Ferrosilisyum tabanlı inokülanlarla — genelde kalsiyum-silisyumlu, bazen baryum veya toprak alkali — dökümden önce inokülasyon heterojen çekirdeklenme siteleri ekler, yüksek nodül sayısı ve ince, tekdüze nodüler yapıyı destekler. Etkin inokülasyon olmadan iyi nodülerize edilmiş demir bile katılaşma sırasında aşırı soğuma nedeniyle yoz grafit gösterebilir, özellikle hızla donan ince kesitlerde. İnokülasyon genellikle döküm sırasında akışta (geç) veya kalıpta yapılır.
Magnezyum fade’i — işlem ile döküm arasındaki beklemede kalıntı Mg’nin aşamalı kaybı — kronik meydan okumadır. Mg buharı bekleme sırasında yüzeyden kaçar; bekleme ne kadar uzunsa kalıntı Mg o kadar düşük. Uzun süre dökülen kalın kesitli dökümlerde geç dökümler eşiğin altına düşebilir. Standart savunmalar: yüksek kalıntı Mg ile başlamak (tutarlı, iyi boyutlandırılmış FeSiMg ile), bekleme süresini en aza indirmek ve çekirdeklenmeyi tazeleyen geç inokülasyon. Güvenilir FeSiMg’yi disiplinli inokülasyonla birleştiren dökümhaneler — dökümhaneye ferrosilisyum teslimatımızın gösterdiği gibi — tutarlı olarak %85 üzeri nodülarite ve düşük fire elde eder.
Şarjlar — özellikle geri dönüşümlü çelik veya bulaşık hurda içeren — titanyum, kurşun, bizmut ve antimon izleri taşır ve bunlar ppm düzeylerinde bile nodülariteyi bozar. Toprak alkali içeren FeSiMg kaliteleri (seryum, lantan) bunları nötralize eder. FeSiMg tedariki üç soruya indirgenir: Mg içeriği partiden partiye sertifikalı ve tutarlı mı? boyut yönteme uygun mu? tedarik güvenilir mi? Tutarlı FeSiMg, nodülarite, mekanik özellikler ve fire oranının üzerine kurulduğu temeldir.
