ข้อบกพร่องของกราไฟท์บล็อกเหล็กดัดเป็นหนึ่งในข้อบกพร่องทางโครงสร้างทั่วไปในเหล็กดัดหนาและขนาดใหญ่ เหล็กดัดซิลิกอนสูง และชิ้นส่วนเหล็กดัดออสเทนนิติก มีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางกลของการหล่อ ซึ่งมีดังต่อไปนี้: ความต้านทานแรงดึง: ขึ้นอยู่กับสัดส่วนปริมาตรของกราไฟท์บล็อกในโครงสร้าง ความต้านทานแรงดึงของการหล่อจะลดลง 20% ~ 40% การยืดตัว: จะลดลง 50%~80% ความเหนียวกระแทก: จะลดลง 50%
สาเหตุหลักในการก่อตัวของกราไฟท์แบบกระจัดกระจายคือ:
1. ความสามารถในการสร้างนิวเคลียสของกราไฟท์หลักหรือกราไฟท์ยูเทคติกอ่อนแอ:
เนื่องจากสภาวะการระบายความร้อนไม่ดี นิวเคลียสของกราไฟท์จึงตกตะกอนและละลายไป ในเวลานี้ ของเหลวเหล็กที่ระบายความร้อนด้วยความเย็นยิ่งยวดจะตกตะกอนออสเทนไนต์เดนไดรต์ปฐมภูมิและเติบโตขึ้นเป็นพิเศษ และของเหลวตกค้างที่แคบและยาวที่เชื่อมต่อถึงกันจะเกิดขึ้นระหว่างเดนไดรต์ออสเทนไนต์ อะตอม C มีความอิ่มตัวยิ่งยวดในของเหลวที่ตกค้างเหล่านี้ ภายใต้เงื่อนไขนี้ อะตอมของ C สามารถตกตะกอนได้เฉพาะในการแข็งตัวของของเหลวเหล็กที่ตกค้างในช่วงปลายเท่านั้น เนื่องจากข้อจำกัดของออสเทนไนต์แข็งที่อยู่รอบๆ มันจึงไม่สามารถตกตะกอนได้เหมือนกราไฟท์ทรงกลมปกติ แต่สามารถเกิดนิวเคลียสอย่างรวดเร็วและเติบโตอย่างอิสระเท่านั้น จึงเกิดกราไฟท์ที่กระจัดกระจายหลายกิ่งกระจายไปตามออสเทนไนต์เดนไดรต์
2. การเติมธาตุหายากมากเกินไปและเนื้อหาองค์ประกอบที่เป็นอันตราย เช่น ซัลเฟอร์: มักจะปรากฏขึ้นเมื่อใช้ประจุเตาที่มีความบริสุทธิ์สูง
การแยกส่วนระดับจุลภาคขององค์ประกอบบางอย่างถือเป็นปัจจัยสำคัญในการทำให้กราไฟท์กระจัดกระจาย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การแยกธาตุ Rare Earth Ce อาจนำไปสู่การก่อตัวของกราไฟท์ที่กระจัดกระจายที่จุดเชื่อมต่อระหว่างออสเทนไนต์และเฟสของเหลว เมื่อปฏิกิริยายูเทคติกใกล้กับจุดสิ้นสุด อย่างไรก็ตามกลไกเฉพาะดังกล่าวจำเป็นต้องศึกษาเพิ่มเติม
สามารถใช้มาตรการต่อไปนี้เพื่อป้องกันไม่ให้เหล็กดัดทำให้เกิดข้อบกพร่องของกราไฟท์ที่กระจัดกระจาย:
1. ปรับอุณหภูมิการเทให้เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงอุณหภูมิการเทสูงหรือต่ำเกินไปซึ่งส่งผลเสียต่อสัณฐานวิทยาของกราไฟท์ โดยทั่วไปแล้ว ควรควบคุมอุณหภูมิในการเทให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่ากราไฟท์สามารถตกตะกอนได้เต็มที่และมีรูปร่างเป็นทรงกลมที่ดี
2. ควบคุมองค์ประกอบของเหล็กหลอมเหลวอย่างเคร่งครัด รวมถึงปริมาณคาร์บอน ปริมาณซิลิกอน ปริมาณที่เหลือของธาตุหายากและแมกนีเซียม ฯลฯ เพื่อให้แน่ใจว่าอยู่ในช่วงที่เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่อง เช่น กราไฟท์ที่ลอยอยู่ และกราไฟท์ที่กระจัดกระจาย
3.ใช้หัวเชื้อที่มีฤทธิ์แรง (ซิลิคอนแบเรียม Ba4-6) และใช้กระบวนการปลูกเชื้อแบบหน่วงเวลาทันที (ซิลิคอนสตรอนเซียม Sr1-1.2) ซึ่งไม่เพียงแต่จะทำให้เหล็กหลอมเหลวมีอนุภาคแกนกลางจำนวนมาก แต่ยังป้องกันการสลายตัวของเชื้อจุลินทรีย์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเหล็กดัดมีก้อนกราไฟท์เพียงพอในระหว่างการแข็งตัวแบบยูเทคติก และลดข้อบกพร่องในการสร้างกราฟ
4. ปรับปรุงความกะทัดรัดและความสม่ำเสมอของแม่พิมพ์ทราย ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแม่พิมพ์หล่อมีความแข็งแกร่งเพียงพอ และหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องด้านกราไฟท์ที่เกิดจากการเสียรูปของแม่พิมพ์ทราย
5. ออกแบบระบบการเทและไรเซอร์อย่างมีเหตุผลเพื่อให้แน่ใจว่าโลหะหลอมเหลวสามารถเติมแม่พิมพ์ได้อย่างราบรื่นและแข็งตัวตามลำดับเพื่อลดการเกิดข้อบกพร่องเช่นโพรงการหดตัวและการหดตัว
6. การบำบัดความร้อนของการหล่อ เช่น การหลอมหรือการทำให้เป็นมาตรฐาน เพื่อปรับปรุงสัณฐานวิทยาของกราไฟท์และโครงสร้างเมทริกซ์เพิ่มเติม และปรับปรุงประสิทธิภาพของการหล่อ
สำหรับการบำบัดการหล่อแบบหนาและขนาดใหญ่ นอกเหนือจากการใช้เครื่องหล่อทรงกลมชนิดโลหะหายากชนิดหนักซึ่งค่อนข้างทนทานต่อภาวะถดถอยแล้ว ยังจำเป็นต้องใช้หัวเชื้อคอมโพสิตประสิทธิภาพสูงในปริมาณที่เหมาะสมสำหรับการปลูกเชื้อหลายชนิด ความสามารถในการเกิดนิวเคลียสและการเจริญเติบโตของกราไฟท์ในเหล็กหลอมเหลวสามารถปรับปรุงได้ในระดับหนึ่งเพื่อป้องกันภาวะถดถอย ซึ่งสามารถแก้ปัญหากราไฟท์ที่กระจัดกระจายได้อย่างมีประสิทธิภาพ
