TA的每日心情 | 郁闷
2017-9-29 09:19 |
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石墨形态恶化
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2 C/ q; `0 @5 }交流讨论：
/ k( O2 G8 P: p3 R' X8 e8 [$ T碎块状石墨9 a/ Z( z8 J2 `2 m5 |5 z) H# r
碎块状石墨通常位于铸件的厚大部位和热节处（尤其冒口根部），看上去是一些散在基体组织中的细小的石墨碎块，但实际上在共晶团内是相互连接的（见图2）。它们可能呈晶间状分布，周围有球状石墨包围的团簇状分布，而且可能较粗大也可能较细小。
# `, D- o5 {! O) V5 K* E) _& S3 Q 在铸件剖切面上，碎块石墨区由于呈暗灰色或阴影，很容易识别。正常生产中难以估计铸件中可能存在的碎块石墨的体积分数，唯一的方法是从铸件上切取试块进行检查。因此，试块位置非常重要，它要具有代表性并能反应出铸件性能的变化，并且可以持续监控石墨组织及力学性能的变化。4 M3 q' S3 X2 H/ R" O2 P) N1 Z) n
目前对于碎块状石墨形成的机理还有许多争议，但各种理论的共同之处在于认为碎块石墨是通过与铁液的直接接触生长的，而铸件热节区的某种或某些元素偏析使碎块状石墨比球状石墨更容易形成。
( O: [8 t" k( f( e2 r. {; R* V生产经验表明，大断面球墨铸铁中的碎块状石墨缺陷和铁液中的RE残特别是Ce的含量有较明确的对应关系，RE残越高，大断面球铁件中出现碎块状石墨缺陷的可能性越大，所以建议把RE残量控制在较低的范围。另外，Si高会促进形成碎块状石墨，所以建议有目的的控制含Si量，尤其对于有低温性能要求的大断面球墨铸铁。
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3 k& y9 Q' n8 y" Z8 B( h" m3 D球化衰退+ d% r( ]0 _" e& _" u
凝固时间长是大断面球墨铸铁生产中出现各种问题的根源。球化处理结束后，由于铁液停留时间长，铁液中的游离Mg会逐渐以蒸汽的形式从铁液中逃逸，还会和其中的氧、硫进一步反应，如果熔渣没有及时扒除，MgS熔渣漂浮到铁液表面后会与大气中的氧反应形成游离镁（即所谓的回硫反应），这些硫会与铁液中的游离镁再次反应，所有这些都在消耗铁液中的镁，导致Mg残下降，使石墨球衰变为不规则的团絮状、蠕虫状直至片状石墨，这种现象被称为球化衰退。5 R1 ]- ?, O+ L" {/ t9 i5 w
对于大断面或冒口颈处的位置而言，由于其缓慢的冷却速度，凝固时间长，铁液长时间处于液态或半液态，球化衰退趋向更为严重。同时要指出，平常在生产中的所谓球化衰退，更多时候是应为孕育衰退而引起的球化衰退，尤其在大断面球铁生产中更为明显。为防止球化衰退，球化剂量可以适当的高一些，以保证铁液中有足够的Mg残（实际有用的是游离态的Mg），对于大断面球铁保证0.04%～0.05%的Mg残是合适的，如果再高些，反而会带来一系列问题，如夹渣、缩松、白口等。另外据研究及生产实践表明，重稀土具有抗球化衰退能力，也可以选用抗衰退的重稀土球化剂。
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措施：
P( E# a8 z$ [- F; }. E) F1 原材料的选择1 H. h) S9 b1 O& x# i4 r8 E% N9 I1 @
原材料要干扰元素尽可能的低，特别注意的是生铁来源、废钢品种、增碳剂的选用。: Z, j& b$ A) U/ W9 D. c, w8 k
1.1 生铁的选用$ {9 k; m2 r1 e" I9 G4 h# _, b
在选用生铁时，尽量采用高碳、低硅、低磷、低硫、低微量元素的生铁。要求生铁C：4.1%～4.7%；Si：0.6%～1.4%；Mn＜0.3%；P＜0.05%；S＜0.02%，特别是Ti＜0.045%。对目前我国生铁资源的考虑，提出生铁中的微量元素总量∑T≤0.1%，这样有利于获得合格成分的铁水；有利于减少杂质元素晶界的偏析程度；有利于削弱干扰元素对石墨球化的影响；减少碳化物；降低球化剂的损耗，增加镁的吸收率；可有效控制最终RE残、Mg残量，以获得性能良好，塑性、韧性优异的铸件。( O; D5 S" a% N$ h/ c
1.2 废钢的选用
. F* q- {- c% v- V1 `. ? z2 @( P 在选用废钢时，采用普通碳素钢。严格控制杂质元素：Ti、V、Cr、Sn、Pb、B、Sb、Mo等，防止反球化元素及偏析元素的过量带入铁水。特别是采用废钢和回炉料为主要原料的合成铸铁熔炼工艺，更应注意，以确保力学性能、基其组织和加工性能的良好。
5 V0 g5 {; k$ x Q9 s了解反球化元素和碳化物形成元素，有利于控制球墨铸铁的性能和组织。反球化元素又分为：“消耗型”、“偏析型”、和“复合型”。
w5 b8 X# ?# d# G( p# j! W6 E5 y1 z; ]（1）“消耗型”反球化元素
; N, @7 @$ U3 ^0 L, {/ q 例如：氧、硫、硒、碲等元素，只要微量存在，将在不同程度干扰其石墨的球化。- m; U& O) m$ {+ x
（2）“偏析型”反球化元素
# g' g7 O' P# a+ n: b4 w4 b0 x 例如：锡、锑、砷、硼、铝、钛等，它们在铸件凝固共晶结晶过程中富集在共晶团的边界上，生成畸变的枝晶状或团块状石墨等。钛：促进其它反球化元素的作用尤为强烈。) E* [3 v9 ^# h2 ^# v$ B+ L; k
（3）“复合型”反球化元素
, A' M9 @" ^3 B例如：铅、铋等，在含量低时，通过偏析使石墨畸变，含量高时，也消耗球化元素。4 d- G' ~, V3 N/ Z/ S- B* L
碲、硼强烈促进组织白口化，形成严重偏析，铜、砷、锡、锑、铅，促进形成珠光体，铝、锆、铋，促进铁素体形成。
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2 适当提高球化剂
# N; Y( C: H- d3 t3 加强孕育' e4 o2 b' r8 S" z6 G9 I9 Z6 ^
4 适当降低浇注温度8 x: S! U+ T$ L4 }5 V
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发表于 2010-9-15 08:17:35
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