球铁钉状石墨

yelei051

前天生产QT700-2，出现钉状石墨，大家看下。出现钉状石墨的原因：在没有稀土的情况下，少量的铅、砷、铋、钛会引起此缺陷，对性能有极强的破坏作用。
! k7 F- M1 N+ L7 ?) Q3 S以前取本体抗拉一般在770MPa以上，这一次取了三个，分别是723/729/777MPa。

QT700-2（×100）

QT700-2（×500）

范恋雪

楼主有光谱做的残留稀土的成份吗？根据强度来分析应该是微区稀土偏析造成的。

StoneFeng

超级版主：微区稀土偏析的影响机理能否仔细说明一下。
认为这种缺陷不像是Pb Ti等合金影响的，图中石墨枝状比较粗大。

sorrow

钉状石墨分散在整个断面中还是只有中心部位才出现呢？如果是中心部位才出现的话，可否取中心部位的铁屑，进行化学检验，以查找原因。
( N  e; N' W5 s) a( V" m; W另外取样部位的截面有多厚呢？
6 z" W3 K% _. v' u熔化操作如何呢？
/ k: c$ r/ A+ q- Y请楼主一一说明。

yelei051

我们的球化剂是Mg8Re2的，早前光谱做稀土Ce的分析，刚刚调出来看了看，有几个批次Ce含量都在0.005-0.006，个别批次Ce含量在0.012-0.014。现在光谱不做稀土了，只保证Mg残量在0.045-0.055。
2 y5 a0 S3 P6 n, P% B  金相取样在曲轴主轴颈上取的，中心和边缘处都有钉状石墨，取了四个件，也都有这种钉状石墨，只是有的较多，有的较少而已。
  当时是怀疑球铁生铁中微量元素超标，或者是加生铁料时混进了灰铁生铁。因为之前没有用过生铁，这一次用了20%的生铁，早期从未出现过这种情况。近几天又生产也是加20%生铁，这两次都没有出现钉状石墨，（这两次我把球化剂的加入量稍微调高了一点，使Mg残量普遍在0.05-0.06）。
6 k+ q" v* a% D7 B/ J/ f  i
6 z9 a4 Q& l! o9 V1 A, V所以现在怀疑会不会是在以下几方面出了问题：
3 f7 X% b) d% T4 F5 A1、球铁生铁微量元素（铅、铋、钛、砷等）超标，或加料时混进部分灰铁生铁。
6 L1 c* Q3 B# }0 O: l2、熔化加料时，混用灰铁回炉料。
  Z2 A7 g% E+ C+ S4 k6 v, m3、球化剂，球化剂中稀土元素含量不稳定导致。
6 }3 A6 f0 a* B' A2 G/ J希望大家给点意见！

yelei051

稀土含量和吸收率应该是比较稳定的啊，也看到有的厂家也就不做稀土测定的，现在看看我们的Ce含量怎么会偏差这么多呢

sorrow

残余稀土确实低了，以目前国内使用的材料，残余稀土在0.015～0.02比较适合，特别是做高牌号的铸件

范恋雪

楼主的残留RE差距咋会这么大啊，你光谱做的CE 要乘1.1-1.3倍才是RE的残留量估计你球化剂成份性状都不稳定。

StoneFeng

回复 3# 冯达人


    谢谢范版主，也就是说球化元素容易在A体壳层上富集，影响了A体壳层的稳定性，导致石墨向0001界面生长。

castengineer

这种现象是残稀土量太低.没有抵消铅,砷等元素对球墨畸变的影响.在球缘石墨畸变和共晶团晶界产生水草状状石墨.是在"因为之前没有用过生铁，这一次用了20%的生铁，早期从未出现过这种情况。近几天又生产也是加20%生铁"的情况下.残稀土量和加生铁产生的元素对球墨畸变影响关系没调整好所致.

yelei051

现在钉状石墨的原因找到了，确定是球化剂有问题，但球化剂什么方面出了什么问题，还不确定。
- f1 R! x+ I! V7 |关于钉状石墨问题总结：
12月15日，生铁20%，20%回炉料，其余废钢，有钉状石墨，抗拉723/729/777MPa，延伸率2.9%/2.6%/3.9%，不合格（要求是QT740-2）。
2 s" A+ y( z. o' r  J12月19日，生铁20%，20%回炉料，其余废钢，钉状石墨少量，抗拉829MPa，延伸率3.9%。
12月24日，生铁20%，其余废钢，钉状石墨少量，抗拉785/823MPa，延伸率2.4%/2.6%。
1 K: x7 q  s9 Y  J+ x0 q12月29日，生铁20%，其余废钢，钉状石墨稍多，抗拉659/769/776MPa，延伸率2.0%/3.6%/4.4%。
9 A& S) x- m- f6 {12月31日，生铁10%，其余废钢，钉状石墨较多，抗拉677MPa，延伸率1.7%。
" X) @* y. P9 k7 i& [, R& o9 N1月2日，全废钢（不用生铁、不用回炉料）， 钉状石墨较多，抗拉721MPa，延伸率2.4%
" V  J. E: S' C$ o2 z6 _' N4 M              当日使用埃肯球化剂（普通型球化剂，Mg6Re2）试验一包，珠光体含量85%，抗拉820MPa，延伸率2.7%，没有钉状石墨。而我们专门用作生产曲轴的球化剂（珠光体型球化剂，Mg8Re2）时，珠光体含量95%，性能及不稳定。
. }$ F; d: ~1 b' w( ]6 C1月5日，全废钢，球化剂全部用埃肯球化剂，球化剂等级4级，珠光体含量90%，性能826MPa，延伸率3.6%，没有钉状石墨。
; x. l/ |7 [0 [) [
对于出现钉状石墨的曲轴，主要集中在轴颈大断面处，平衡块位置没有或者极少。

全废钢配料下的钉状石墨（×50倍）
$ C. Q- O9 ^4 M8 X& ~& S
平衡块处无钉状石墨（×100倍）

! W0 z, m4 N' h& ]; c6 z: d7 I8 X' l: G5 D轴颈钉状石墨（×200倍）

: C, {6 U% |: x轴颈钉状石墨（×200倍）
  d7 @- f+ B# X' x" ~" ^
+ B% \; }; K! g/ R. j$ y4 t' w轴颈钉状石墨（×500倍）
) v4 I" E5 _" _0 M* h7 s. e
轴颈钉状石墨（×500倍）

$ T3 [5 o: S& |* ^3 |# K6 D# E7 V
6 b% ~- \2 C/ Y5 B6 o. m- x* Q3 y换用埃肯球化剂后球化率，球化率很差，但性能很好
  
但现在我还有两个疑问：
1、资料说，钉状石墨出现的原因是：少量的铅、砷、铋、钛等微量元素，未被稀土中和就会出现此缺陷。经过试验不是生铁的原因（即不是微量元素超标），球化剂中稀土含量我们化验的是2.00，稀土含量也合格，那原因是什么，是球化剂中什么成分引起的？
后来抽查了前期的曲轴，轴颈位置也有钉状石墨，但早期的性能都合格，普遍在760-780MPa。（我们早期因为方便都是从平衡块取金相，刚改成从轴颈取不久，事实告诉我偏差挺大呀）
3 j# t0 t+ i. y1 \9 `2、我们现在准备用埃肯继续生产几次，同样的处理工艺，Mg残量控制的相同，但球化率要差不少，为什么呢，请问怎么提高球化率，
补充一下，稍有不同的是：我们没有倒包孕育，球化处理时，先加球化剂在球化槽内，孕育剂分两半加入，一半加在球化剂上，再加覆盖剂覆盖，另一半孕育剂放在包底另一侧铁水可以直接冲到的地方。
                                我们用的先前的球化剂是Mg8Re2，加入量0.85%，孕育量0.6%
1 `2 E- \/ Q- s) V                                                        现在埃肯球化剂Mg6Re2，加入量1.2%，孕育量0.7%，（加入量较多，其他相同）

castengineer

现在埃肯球化剂Mg6Re2，加入量1.2%，孕育量0.7%

  s7 F: ~* d1 g" {5 b( W2 G现在,残镁.稀土多少.

yelei051

回复 13# castengineer
5 t( h: Q. h- b  q6 c+ A
/ g7 b" e+ y6 Y8 \! u/ |% H埃肯厂家提供的质检报告稀土含量2.2，我们自己做化学检测稀土含量1.87；
之前用的球化剂稀土2.00（自己做化学检验）。
* Y! Y) }! b8 q, O球化处理后，残镁都是在0.05左右，使用埃肯球化剂时Ce在0.05-0.07，
                                     之前的球化剂Ce在0.06-0.08，

yelei051

上面最后两张图片没有显示出来：
8 O# |( p9 A9 |- S$ o9 {$ C( x# {
, U! d8 n& b6 d+ U: Q0 H% x1 \轴颈钉状石墨（×500）

0 ~+ Z6 t/ \- X& v# s/ m6 H+ _- l使用埃肯球化剂后，无钉状石墨，但球化率很差（×100）

yelei051

今天晚上我在生产一炉，随流孕育剂准备用埃肯的硫氧孕育剂试试，看球化率怎么样！炉料还用全废钢

sorrow

回复 15# yelei051

5 w' K. v/ P5 ^7 o
) U( g! G  O8 B& q8 v! @    建议提高残余镁含量试试

呼啸

改进方向可能搞错了,请问造型什么工艺?潮模还是铁模覆砂?或者其它?
0 k8 C7 D8 t; m# D. K8 j6 P+ K! ]! [; E这个东西是有遗传性的,包括使用的炉子和浇包.

会飞的兔子

楼主真是认真啊。第一次见这种金相。

DDFMA

我碰到过类似的现象，也用过艾肯的球化剂，福士科的球化剂也用过，后来就是用加快冷却的方法解决掉一小部分铸件，但是厚大的2吨以上的铸件还没解决掉

yelei051

原因已经确定是球化剂的问题，最近几次生产都是用埃肯球化剂生产的，没有钉状石墨出现，性能都可以达标。前天又生产一炉（10包水）做实验，前4包用早前的球化剂，有钉状石墨；后6包埃肯，一点都没有。
抗拉：一个720MPa，2.5%（有钉状石墨，但球化率很好，珠95）
+ e0 F9 j; W/ ^6 Z% h& n     另一个840MPa，2.9%（无钉状石墨，球化率不好，珠85）
% O; j3 C  s: o虽然确定是球化剂的问题，但球化剂哪儿出问题，还不知道，化验两种球化剂的稀土含量都是2.0左右！