Vad betyder grafitisering?
Grafitisering är bildandet av grafit (fritt kol) i järn eller låglegerat stål, som uppstår när deras komponenter utsätts för förhöjda temperaturer över en lång period.
Bildandet av grafit beror på kärnbildnings- och tillväxtprocessen som sker när stålet utsätts för temperaturer över 800°F (426°C). Grafit är ett svagt material med mycket låg duktilitet och låg motståndskraft mot termisk eller mekanisk utmattning eller stötar. Grafitisering orsakar lokaliserade och svaga områden på den påverkade stålkomponenten.
Kunskaper.se förklarar grafitisering
När stål utsätts för förhöjda temperaturer under långa perioder sker metallurgisk nedbrytning av stålets mikrostrukturmatris för att bilda fri grafit (kol) och järn (ferrit). Vid förhöjda temperaturer tenderar kol att migrera till korngränserna, vilket leder till bildandet av grafitknölar, som har en försprödande effekt på metall.
Primär grafitisering sker under stelningsprocessen, och detta resulterar i en stabil järn-grafitstruktur. Exempel på primär grafitisering i gjutjärn inkluderar:
- Gråjärn (flinggrafit)
- Sektjärn (sfäroidal grafit)
- Komprimerat grafitjärn
Sekundär grafitisering är grafitbildning som sker genom omvandling av metastabila metallkarbider efter stelning. En vanlig process är när förhöjda temperaturer resulterar i mikrostrukturförsämring, såsom nedbrytning av perlit till jämviktsstrukturen av järn och grafit. Exempel inkluderar åldersrelaterad grafitisering av kol och låglegerat stål som används i fossila kraftverk med förhöjd temperatur.
Graphitisering kan vara avsedd, som i fallet med gjutjärn och tillverkningen av grafitelektroder för ljusbågsugnar. Det kan också vara oavsiktligt, som i fallet med in-service-fenomen i kol och låglegerade stål. Oavsiktlig grafitisering resulterar i försämring av styrka och seghet hos de påverkade materialen, vilket leder till låg draghållfasthet, krypmotstånd och duktilitet. Förändringarna i egenskaperna hos de påverkade materialen orsakar flera oönskade effekter, såsom:
