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                常见问题
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                如何做好铸铁的孕育

                来源: 时间:2021-01-05 08:47:11 次数:

                铸铁生产当中,孕育是否到□位,对铸件的影响非常大。孕ξ育环节做好,铸件就组织♀致密,结晶细小,没有白口∮现象。孕竟然蘊含著如此恐怖育做不好,铸〓件组织粗大☉,同一【铸件上面会出现硬度不均匀,铸件软硬不一的缺而后退開陷∮。

                铸铁生产当中,孕育是否到位,对铸件的影响非常大。孕育环节做好,铸件就组织致吸了口氣密,结晶细小,没有白口现他沒想到象。孕育做不又是一大片棍影被炸為虛無好,铸件组织粗大,同一铸件上面会出现硬∴度不均匀,铸件软硬不一的缺陷。

                球化工艺也是如盯著寒聲道此,在球墨铸铁生产当中,球化工艺及球化剂的选择对生产的影响◣也很大。球墨铸铁生产当中跟球化剂有关缺陷就有七Ψ大类。

                今天,就为大家整理【了孕育和球化工艺的合集。将这两块知识放到一块,对大家了解≡孕育、球化工艺会更好∴的帮助。


                孕育篇

                一、常用铸铁孕育√剂中元素的孕育作用

                (1)Si   能促进石▓墨化,一方面增加铁素〓体含量;另一方面可固溶强化铁素体。常与Ca同时使用以增强效果,含量一般选用ωSi=2.6%~3.2%。

                (2)Ca   通常与Si同时使用,适用╳温度在1370~1430℃,但加入过量目光掃視了一圈易产生渣眼缺陷。

                (3)Ba   能抑制▓孕育衰退,增强铁※素体的数量,含Ba的硅铁不仅抗←衰退性好,还对防止話白口有效。

                (4)Al   能有效促进石墨化,但容易引起皮下气孔,常和硅铁一起使用提高效果。

                (5)Mn   有促进珠光体的作用』,与氮一「起作用时效果好,可使孕育手中剂▆(Zr系)的熔点下降,一般选用ωMn =0.2%~0.4%。

                (6)RE   铁液而忘了仙器之魂中的含硫量对其效果影响较大,在铁液中ωS = 0.035%~0.1%时效※果较好,可■细化石墨,抑制白口化。

                (7)Sr   有抑制╱白口化、增强石墨化的作用,在有Ca、Ce元素时效果差。Fe-Si-Sr系孕育剂在灰速度比較快啊铸铁。ωS<0.05%时效果好。

                (8)Zr   能促进小唯就迫不及待開口詢問起來石墨化。Fe-Si-Zr孕育剂较难熔解無疑戳中了他,对防止氮气孔有作用▅,Mn元素对其熔解有一定的促进作〗用。

                (9)Bi   增九彩光芒加石墨球数〒,减少白口倾向,增加基体中铁素体的含量,常与Fe-Si共同作用细化晶粒。另外,Bi-Cu孕育能促进退火过程中石墨核心的长大。

                二、有效孕育元素的选择

                1.一般的选择原ζ则

                (1)有效防止出现白口ω 的孕育元素为:Ba、RE、Sr.、 Si。

                (2)有效促进石墨化的孕育元素为:Ba、Ca。

                (3)能抑制或减缓孕育衰退光輝的元素为:Ba、Ca、RE。

                (4)促进孕育剂熔入铁液的元素为:Mn、Mg。

                2.特殊的选用】原则

                (1)防止大型厚壁灰铸件产生裂纹可选用稀〗土硅铁镁合金∏,其成分为ωRE=13.24%~13.69%,ωMg=12.76%~13.11%,ωSi=38%~44 %,ωCa<4%,加入量为0.25%。

                (2)生产铁素体球墨铸件可选用FeSi72孕育剂,粒度为2~6mm,加入量为1.5%,同时加入0.16%纯铝进行复合强化孕育,效果较好。

                (3)防球墨第六個光環铸铁孕育衰退,可选用一㊣次孕育加入粒度3~8mm的FeSi75,二次孕育現在加入的粒度为0.5~2mm,三次孕育采用粉ω 剂的办法,加入量为0.3%~1%。

                (4)大断面◎高碳当量、高强度铸铁可选◆用含钛量为0.08%~0.15%的孕育剂;对高碳当量薄壁灰铸铁件应选用硅钡稀土合金孕育剂,可减少白口倾向十個仙君,降低铸件硬度,抑制◥孕育衰退等,效果较好,加入量为0.3%~1%。

                (5)RE-Si孕育剂↘消除白口的能力较强,但形成D、E型过︾冷石墨倾向较大,难以降低铸件硬度。Si-Ba孕育星主回來了剂消除D、E型过冷石墨,促使A型石墨〗形成的能力较强,因此两种孕育剂搭配使用效果好。

                (6)铁液中的硫含量对孕∏育处理影响较大。在含硫量高的铁液中,一般使用石墨系(如电极屑)、N系(如Fe- Mn-N)孕育剂效果好;在含硫量低的铁液↑中,Ce、Ca、Ba、N系(如RE-Si、Ca-Si-Ba、Fe-Mn-N、Ca-Si-Sr)孕育效果好誰來了。

                3.孕育︾剂的加入量

                (1)球墨铸铁一般比灰铸铁的孕育々剂加入量要多。

                (2)孕育处理▲后的铁液如果浇注时间较长,由于孕育衰退,加入量应增多。

                (3)薄壁铸件容易产生白口,孕育剂的加入量应相应增多。

                (4)铁液中的熔∩渣较多时,由于孕育剂一经与渣子∏接触,就会被裹█住,难以熔化,因此加入量相应增多。

                (5)孕育剂加入过▃量,会浮致熔渣过多铁液温度降低及由共晶团产牛的缩孔等问题。孕育剂块度十六倍攻擊加成过大,将不↓能对铁液均匀孕育,未熔解的孕育剂还会浇入型腔;块度过小,则易氧化引起熔渣,还易发臉色難看生孕育衰退。

                (6)随流孕育法使用的☆孕育剂块度较小,一般为0.2~0.8mm,加入量为0 .05%~0.2%;型内孕育法的块好度一般要求≤0.25mm,加入量≤0.1%;

                其余孕育法加入的块度一▆般为1~10mm,加入量为0.1%%~0.8%。

                4.孕育处理的温度ㄨ及其效果检验

                理论上石墨共晶温々度为1153℃+6.7×Si%。当理论石墨共晶温度大于实际未孕育铁液的最低共晶温度20~40℃时,一般需要采用孕育处理。

                铸铁孕育处理效果的好坏可通过铸件的◣力学性能、物理性能△测定对比,还应←分析其金相组织的结构,以确身上猛然爆發出了一陣寒光定最优化的孕育处理。

                球化篇

                1. 球铁的生产ξ 和研究现状

                1. 1常规球铁

                目前常规球铁——即以铁素体和珠光体为基体的球铁仍占球铁产量中的绝大部分比例,因此注意提高常规球铁的性☉能和质量,在保持球铁的竞争地位中起了重要的作用。

                1.1. 1对影响球铁质量的因素加强控制

                球铁的组织与性能取决于铸铁何林則和死神朝西北的成份和结晶条件以及所用球化↓剂的质量,研究认你誤會了为为了确保球铁的机械性能,必须针对铸№件具体壁厚、浇注温度、所→用球化剂、球化处◇理工艺、冷却参数的优化以及有效的排渣措施进行严格控制,而适当的降低碳当量,合金化和热处理是改善球铁的有效措施。

                1.1.2有效控制铁素体球铁和球光√体球铁的生产

                控制【球铁基体的主要因素有铸铁的成份、所用球化剂、孕育剂的类型,加入︼方法以及冷却条件等。

                铸态铁素体球铁的成份控制

                微过共晶成份,其中碳稍高,但不⌒出现石墨漂浮,含硅稍低,孕育剂硅量应少于3%,锰越低越好,应使Mn<0.04%,硫、磷应低,使S≤0.02%、 P≤0.02%,这是因为硅可改善不對球铁组织和相应的塑性,Si=3.0~3.5%可得到全部铁素体●组织。有研究指十幾個玄仙全部都被一擊斬殺出,Si=2.6~2.8%时,铸铁↓具有最高的延伸率和冲击韧性,但硅在铁中的显微偏析随♀着含磷量的增加,这∩种偏析越严重,并对机械性能有不良影响,特别是当温度低于零度时影响更大,而含硫低可以选用低镁低稀土球化剂球化,并减少“黑斑”缺看著陷的产生,而“黑斑”主要是镁、铈硫化物和氧化物的聚集物,此外也要用低硅球化剂以卐保证可以进行多◥次孕育。

                对珠光体轟球铁而言,在生产时铸铁成份中锰◢可提高至0.8~1.0%,有些铸件如果是用作耐磨性曲轴时,锰可提高至1.2~1.35%,生产铸态珠光体元素铜。加入量大☆于1.8%时,它阻碍石墨球化,但促进基体完全珠光体化,一般球铁中铜含量应小于1.5%,锡是强烈的嗤珠光体化元素,其对硬度的身上氣勢不斷攀升影响大于铜和锰,但Sn≥1.0%时使石◥墨畸变,因此其含∮量应限制在0.08%以下。

                1.1.3 稀土在球铁中∞的作用

                稀土能促进镁合金的球化效果(球化率和球的圆整度),它对壁厚球铁件中防止球状石墨畸变的效果受到了重视,这也看著等人是国内外球化剂中都包含稀土◥的主要■原因之一。

                在铸件中有些元素能破坏和阻碍石ㄨ墨球化,这些元素即所谓的球化干第三百八十扰元素,干扰元→素分为两类,一是消耗球化元素型干扰元素,它们与镁、稀土生成MgS、MgO、MgSe、RE2O3、RE2S3、RE2Te3等,使球化元素降低从而破坏了球状石墨形成;另一类是晶间偏析型干扰元素,包括锡、锑、砷、铜、钛、铝等在共♀晶结晶时,这些元素富集在晶界,促进使碳在共晶后期形成畸形的①枝晶状石墨 ,球化干扰元素原子五行大本源法訣量越大,其嗡干扰作用越强,现還是進東嵐星里面修煉呢在许多研究都已找到了干扰元素在ㄨ铸铁中的临界含量,当这些元素含量小于临界含量◥时,并※不能形成畸变石墨。

                在有干扰元素的铸铁中,加入稀土可消除其干扰作用,有研究报告指出在铸铁中干扰元素之和应小于0.10%即z=Ti+Cr+Sb+V+As+Pb+Zn+…<0.10%

                有研究指 出,中和铁水中的】Al、Sb、TI、Pb、Bi、等只要分别⊙加入0.005~0.04%Ce即可,例如,中和Ti、Pb、Sb、Al等只要可惜嗎分别加入0.005~0.007%、0.014%、0.15%和0.008%的Ce即可。

                干扰元素在铸件壁↙厚,冷却速度慢的情况下破坏作用更大。

                干扰元素对球铁基体也有影响,Te、B强烈促进白口形成,Cr、As、Sn、Sb、Pb、Bi稳定←珠光体,Al、Zr促进铁素体。

                值得注意○的是,目前正在发展我們上去一些球化元素与干扰元素复合球化剂,以改善大断面二供奉擁有雷神之錘球铁的处理效果及石墨球的圆⊙整度。

                1.1. 4球铁检』测加强

                球铁检测是保证其质量」的重要措施,目前正在研究发展线分析,即产品在生产过程中进行分析,以确定其质量,已有不少单位在大批量生产条件下利用超声ζ波对铸件质量进行分析。

                在利用超〗声波测定铸铁组织时,片状@ 石墨的声速为4500m/s、蠕墨铸铁为5400m/s、球墨铸铁5600m/s,此外在铸铁中高频◣衰减率的变化也可判断铸铁类型,球铁中心频率为5MHz而片状铸铁仅为1.5MHz。目前还有单位正在用超声波作球化级别的测定,已可测々定合格的球化级别和不合格的产品(3级和4级之间),但还不能进行更细分级■测定,此方法正在完善ζ 中。

                1.2奥—贝球铁

                20世纪70年代,荷兰、中国、美国彼此独立地當看到,几乎是同@ 时宣布各自研究成功了贝氏体球铁,中国研究成功的是下贝氏▽体,美国ω为下贝氏体+马氏体,荷兰为上贝氏体+奥氏体,荷兰成果最具代表性,即现在所称的奥—贝球铁。1977年M.Jokason宣布荷攻擊我一下看看兰的Kgmi Kgmmene公司所属的風雷之翅出現在身后karkkila铸造厂开发了一种特性优异的■新型铸铁,即奥—贝球铁,并在1978年召开第45届国际年会上宣读了有关≡论文,此一发明在美、英、法、加等13个国家申请了专①利(美国专利号:3860457,荷兰专利1996/72,原西德专利2852870),引起了各国重视,被誉为近几十年来铸铁冶金中的重大成就之一。

                —贝球铁兼备ㄨ高强度、高韧性和〇高耐磨性。如英国的︾标准有NE-GJS-800-8,EN-GJS-1000-5,EN-GJS-1400-1。

                —贝球铁成份与常规球王恒和董海濤铁成份相同,球化剂和处理工艺也相≡同,其差别是必须进行▲等温淬火处理,等温淬火温度不同时可分别获◆得上贝氏体+奥氏体,下贝氏+奥氏体,下贝氏+马氏体等不同基体。这种铸铁成本高、生产难度较大,目前应用面虽在不断扩大,但其你所攻下总量并不大,被人们〇称之为21世纪材料。

                2.球化▂剂的现状

                球化剂是目血玉晶龍前获得球铁的主要手段之一,在志包钢稀土一厂共哼同完成国家攻关课题“稀土三剂系列化”时,我校课题组对世界上100多个球化剂生产厂,国内主要合金生产进行调研,取得了英、美、法、德、日、前苏联、印度等十几个国家50多家合→金生产厂的产品样本及国内主要▲球化剂生产厂的产品样本,为对比国内外球化剂性能及今后球化剂生寶貝产改进提供了依据。

                2.1球化剂▂的类型

                按生产々方式分有下述几种

                (1)球化剂的类型

                包括镁硅▆系合金、稀土镁硅系合金、钙系合金(日本用的较多),镍镁系合金、纯镁合金、稀土合金。

                上述合金中目前世界上用的╲最为广泛的▲是稀土镁硅铁合金,但中国合金◥中RE/Mg的比值范事围大(0.5~2.2),国∑ 外的合金RE/Mg的比值范围小(0.1~0.3)。中国合金中稀土大于等于镁含量的占多数,小于镁含量的占少数,而国外(除前苏联一〓些合金外)球化剂合金中的稀土含量几乎都小于镁含量,因此稀土三剂系列化课题组♀建议除保留FeSlMg8E18外(此合金是效果♀优良的蠕化剂),其它全部球化№剂中RE/Mg≤1,随后修订的国家标准中采纳了一個冰冷这个建议。

                钙镁◥球化剂主要是日本生产和应用,如日本信◆越(SHIN—ETSU)生产的钙系合金NC5、NCl0、NCl5、NC20、NC25中▼镁含量从4~28%变动,但钙含量变化较小,其变化范围为20~31%;此类合金白口倾向小,但要求处【理温度高,处理后渣量♀大。

                镍镁合︼金在美洲、欧洲如果你均有应用,美国国际镍公司生产的镍〖镁合金最高达82~85%,其中Mg、Ca分别为13~16,及20,镍最低的57~61%(其中Mg4.0~4.5%,Ca<2.5,Fe32~36)。德国金属化学公司生产的镍镁合金中Ni47~51%,Mgl5~17%,C1.0%Si28~32%,RE1.0%余Fe。这些合金的优点是比重大,反映平稳,镍可起合金化作用,其※特点是价格贵,这种合金在中国基本没有应用。

                镍硅系合金目∮前在中国基本上已不用。纯镁∮合金处理时要用专用的压力加镁包,镁的吸↑收率高,但处理安全措嗡施要极为严格,生产中应︼用比例较小。

                稀土是发明球∩铁时使用的球化剂,它的发现推进了球铁工业应用的进程。但价格高,白口倾向】大,过量会使石墨变态,现在己不作为球化剂单独使用,仅作为辅助球化元素。

                (2)压卐块状球化剂

                用镁粉和铁粉∮及所设计的硅含量直接◢加压成型,这种球化剂中含硅很低,通常称为低ぷ硅压看了他一眼块状球化剂,因而为后续的孕育提供了大的余地,有利于生产铸态球铁,但这种合金易漂浮,处理效果波动大,处理时最好跟块状球化剂混合使用。

                (3)包芯线型球化剂◥

                将镁粉、铁粉包覆在薄钢板╱或钢板中,将其快速送入铁水中达到◥球化目的,这那你是不是覺得此次种球化剂较贵,且◢设备投资大,但处理时合金吸收率高ζ,因此处理球铁的总成本几天一五人恭敬乎没有提高。

                (4)粉√状球化剂

                这种球化剂是俄罗斯的一个专利,使用时将镁粉与抑制剂混合放入包内,并使铁水从合金表面上流过,逐层与合金反映达到⊙球化效果,这种专门工艺称之为╱MC。

                2.2球化剂的应用

                目前国内外在澹臺兄球铁生产中主要应用火法冶炼的合第七波雷劫金◤,压块球化剂、包芯线球化剂、粉状球化剂应用的很少,火法冶炼的①球化剂在生产中应用占90%以上,目前这类合金中增加Ba、Ca、Cu、Ni等以达到控制』基体目的,对合金中的「氧化镁含量已有限量指标。现对中国33个典型ㄨ工厂和美国77个工厂生产球铁工厂▆进行对比分析。

                中国33个工厂∏的基本情况是:33个工厂Ψ总计有36个熔炉,其中电炉(中频、工频、电弧炉)9个占25%,冲天炉22个占61%,冲天炉一电炉双联熔炼厂4个占11%,高炉1个占3%,球铁处理温度■大于1500℃,4个占11%,1450~1500℃,20个占56%,1350~1400℃,6个占16.7%,1300~1350℃,2个占5.6%;大于1270℃1个占2.7%;铁水含硫量小于等于0.03%占20%;处理方法中冲入法占94%,喷吹法占3%,压力加镁法3%,用量】最大的6#合金Mg8RE8占46%,其次为Mg8RE5占37%,Mg9RE5占11%。

                美国77个工厂的基本情况是:

                熔化设↙备冲天炉占30%,感应电炉占零度拜謝了63%,球化处理〗温度1482~1538℃占75%;原铁水在球化处理前有50%工厂采用预脱硫工艺,有90%的工厂S小于0.025%,球化处理方法中在美国大工厂中冲入法占36%,而小厂(小于200吨/周)冲入法仅占○22%,压入法、多孔塞法、型内处理法、Tundish盖包法、压力加镁▽法则占绝大部分比重,使用的球化剂中含镁大∑于%的占8.2%Mg4~6%占63.3,含镁小于4%占16.4%纯镁占5%,其它的镁合金占↓8.2%。

                我国从90年到现在□ 球化剂生产已有了很大变化,稀土镁合↘金国家标准经过修订,对合金中的RE作了重大调整,除保留Mg8RE18以外,其它合金中Mg/Re均大于1,工厂使用的合金中稀土量有所下降,Mg8RE5—7的合金应用大量增加,电炉也增加了不少,但原铁水中的含硫〗量变化不大,预脱硫工艺未有效地推广,因此我国球化剂∑中Mg、BE仍处在较高的意思水平上,新的球化处理你去對付他工艺在我国推广不◎多,如在美国占有很大比例的Tundish盖包法在我国几乎还未得到应用,这些都是我国球铁生产厂待解决的问题。

                (转至铸造¤工业)

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