Кремнійвідіграє вирішальну роль у чавуні, головним чином сприяючи графітизації для покращення механічних властивостей. Його роль варіюється між двома основними типами чавуну: ковким чавуном і сірим чавуном. Ось якметалевий кремнійвикористовується в таких програмах:
2.1 Ковкий чавун
У ковкому чавуні металевий кремній діє не тільки як розкислювач, але й як елемент графітизації. Він сприяє перетворенню вуглецю з форми карбуриту (Fe₃C) у сфероїдний графіт, що покращує механічні властивості чавуну, такі як міцність і пластичність. Кулястий графіт розподілений в чавуні у вигляді тонких сферичних форм, що надає чавуну не тільки високу міцність і твердість, але і зберігає певну ступінь пластичності. Типовий чавун зі сфероїдальним графітом має вміст кремнію від 2,2% до 2,8%
.
Сприяє утворенню сфероїдального графіту: Металевий кремнійдопомагає вуглецю випадати у вигляді сфероїдального графіту, а не як карбуриту, і ця сфероїдальна структура ефективно знижує концентрацію напруги та покращує ударостійкість чавуну.
Поліпшити міцність і пластичність: додавання металевого кремнію робить ковкий чавун кращою міцністю та пластичністю, зберігаючи при цьому високу міцність, що підходить для механічних частин з високими вимогами до міцності.
2.2 Сірий чавун
Головна рольметалевий кремнійу сірому чавуні є сприяння графітизації, так що вуглець виділяється у формі лускатого графіту, що покращує механічні властивості чавуну. Лускатий графіт розподіляється в матриці, утворюючи сірий чавун з хорошими властивостями змащування та гасіння вібрації. Сірий чавун зазвичай використовується у виробництві блоків двигунів, клапанів і насосів та інших механічних деталей. Вміст металевого кремнію в сірому чавуні зазвичай коливається від 1,5% до 3,5%.
Сприяє осадженню лускатого графіту: Металевий кремнійсприяє виділенню вуглецю у формі лускового графіту, що надає чавуну гарну змащувальну здатність, що важливо для зменшення зносу та продовження терміну служби деталей.
Покращене гасіння вібрації: структура лускатого графіту надає сірому чавуну хороші властивості гасіння вібрації, що робить його придатним для використання в деталях, які повинні поглинати вібрацію та удари.
Резюме
Металевий кремнійє ключовим елементом у чавуні та покращує властивості як пластичного, так і сірого чавуну, сприяючи графітизації. Вміст металевого кремнію в ковкому чавуні спричиняє випадання вуглецю у вигляді сфероїдального графіту, що покращує міцність, ударну в’язкість і пластичність чавуну, тоді як вміст кремнію в сірому чавуні сприяє випаданню вуглецю у вигляді лускатого графіту, що покращує змащувальну здатність і віброгасильні властивості чавуну. Ці ролі роблять кремній незамінним у виробництві чавуну, широко використовується у виробництві різних механічних деталей.
