En términos generales, el rendimiento de fundición del acero fundido es peor que el del hierro fundido. La fluidez del acero fundido debe ser baja, por lo que es fácil formar una barrera fría. La oxidación y la absorción de gases del acero fundido también son relativamente grandes y es fácil formar escoria y poros. Al mismo tiempo, la contracción del cuerpo y la contracción lineal del acero fundido también son demasiado grandes, lo que facilita la formación de cavidades de contracción, porosidad, agrietamiento en caliente y agrietamiento en frío. Además, dado que el punto de fusión del acero fundido es más alto que el del hierro fundido, se forma fácilmente arena pegajosa durante el proceso de fundición.
El Si, Mn y otros oligoelementos residuales contenidos en el acero fundido tienen un impacto en el rendimiento de fundición del acero fundido y en la fluidez del acero fundido.
La relación entre el rendimiento de la fundición y varios elementos de las piezas fundidas de acero:
1) Elementos químicos que mejoran la fluidez: Si, P, Cu, Ni, Mn
2) Elementos químicos que reducen la fluidez: Ti, Cr, Al, S, V, Mo, W
3) Elementos químicos que aumentan la tendencia a la contracción de la cavidad: C, Cr, Mn, V, Mo, Ni.
4) Elementos químicos para reducir la tendencia al craqueo térmico: V, Mn, Al, Si.
5) Elementos químicos que aumentan la tendencia al craqueo térmico: S, Si, P, Cu, Mn, Cr, Mo, Ni
La influencia de diversos elementos químicos en las propiedades de fundición del acero fundido.
1) Carbono
El carbono puede mejorar la fluidez del acero fundido
2) Silicio
• El silicio puede reducir el punto de fusión del acero fundido y mejorar la fluidez.
• Cuando el contenido de silicio en el acero fundido es inferior al 0,4%, se puede mejorar la tendencia al agrietamiento en caliente del acero fundido. Cuando el contenido de silicio es alto, se forman fácilmente cristales columnares, aumentando la tendencia al craqueo térmico.
3) manganeso
• El manganeso puede reducir la cristalización y mejorar la fluidez del acero fundido.
• El manganeso aumentará la contracción volumétrica y lineal de las piezas fundidas de acero, y aumentará la tendencia al agrietamiento en frío y en caliente.
• El elemento manganeso genera MnO en acero fundido, que forma arena químicamente pegajosa con sílice en la arena de moldeo.
4) azufre
Los elementos de azufre generan MnS y trisulfuro de aluminio en el acero fundido, lo que reduce la fluidez del acero fundido y aumenta la tendencia al craqueo en caliente.
5) fósforo
El fósforo puede mejorar la fluidez, pero aumenta la tendencia al craqueo en frío y en caliente.
6) Cobre
• El cobre puede reducir el punto de fusión del acero fundido, reducir el rango de cristalización y mejorar la fluidez del acero fundido.
• Cuando el contenido de cobre en el acero fundido es superior al 1%, es fácil que el elemento de cobre precipite libremente, aumentando así la tendencia al agrietamiento en caliente. Aumentar el contenido de Si y Mn puede aumentar la solubilidad del cobre en el acero fundido.
7) molibdeno
• En el rango de baja aleación, las aleaciones de molibdeno pueden reducir la fluidez del acero fundido.
• El elemento Mo aumentará ligeramente la tendencia del acero fundido a encoger las cavidades.
• Cuando el contenido de molibdeno en el acero fundido es inferior al 1%, se formará MoS que precipitará en el límite del grano, reduciendo así la conductividad térmica del acero fundido, aumentando la contracción y aumentando la tendencia al agrietamiento en frío y en caliente.
8) vanadio
• Cuando el contenido de vanadio en el acero fundido es del 0,25% al 1,0%, se forma una película de óxido que reducirá ligeramente la fluidez del acero fundido.
• El vanadio aumentará la resistencia a altas temperaturas de las piezas fundidas de acero y mejorará la tendencia al agrietamiento de las piezas fundidas.
9) Aluminio
• Cuando se agrega aluminio al acero fundido como desoxidante, tiene un buen efecto desoxidante y puede mejorar la fluidez del acero fundido.
• Cuando se agrega como elemento de aleación, el aluminio es fácil de formar óxido de aluminio y sulfuro de aluminio, lo que reduce la fluidez.
• Aumenta la tendencia a la contracción y al agrietamiento térmico.
10) Titanio
El titanio puede reducir significativamente la fluidez del acero fundido
11) Cromo
• El cromo genera fácilmente inclusiones y películas de óxido en el acero fundido, lo que espesa el acero fundido y reduce la fluidez del acero fundido. Cuando el contenido de cromo es relativamente alto, se forman fácilmente arrugas y barreras contra el frío en las piezas fundidas de acero.
• El cromo también aumentará la cantidad de contracción del cuerpo y aumentará la tendencia a la contracción.
• El cromo reducirá la conductividad térmica del acero fundido y aumentará la tendencia al agrietamiento en caliente.
12) Níquel
• El níquel puede mejorar la fluidez del acero fundido
• El níquel genera fácilmente dendritas en el acero fundido, aumentando la tendencia al agrietamiento en caliente.
13) Elementos de tierras raras
• Los elementos de tierras raras pueden desempeñar un papel en la desulfuración y desoxidación del acero fundido
• Los elementos de tierras raras pueden mejorar la fluidez del acero fundido, reduciendo así la tendencia al craqueo en caliente.
