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精品网站在线免费观看 球铁件常见缺陷与合金成分的相关性

时间:2023/8/30阅读:1447
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 球化不良是指球化处理没有达到预期的球化效果。球化不良越严重,组织中厚片状石墨数量愈多。其原因主要与原铁液中S含量过高有关,S是主要的反球化元素,其含量应严格控制在0.06%以内。其次SO等元素与MgRE元素有很强的亲和力, 容易造成球化元素含量不足,故残镁量应不小于0.03%,残留稀土量不小于0.02%。再者熔体 中可能存在锑、铅、钛等 反球化元素,其含量超出允许范围时,也会影响球化效果。添加微量稀土元素可以有效中和这些元素的反球化作用。

     球化衰退的特征是炉前球化良好,在铸件上球化不好;或者同一包铁液,先浇注的铸件球化 良好,后浇注的铸件球化不好。其原因是随着浇注时间的延长,S不断与MgRE反应,导致镁和稀土不断消耗。

     预防球化衰退的措施有降低原铁液中的硫含量;缩短铁液停置时间;进行强制冷却和使用冷铁等,使铁液凝固时间小于2h;加强覆盖与扒渣;适当增加球化剂的用量,以获得较高的残镁量,使残镁量控制在0.04%-0.05%范围内。

    石墨漂浮是一种在铸件上表面发生大量开花状石墨球聚集的现象。石墨漂浮与铁液碳当量密切相关。对一般球铁而言,碳当量通常在4.3%-4.7%,但对于厚大断面球铁,为避免石墨漂浮,碳当量要降至4.2%-4.4%。过低的碳当量会使石墨球数减少,缩孔缩松倾向增大,因此,碳当量以接近共晶点为宜。除碳当量之外,石墨漂浮还受到铸件壁厚和浇注温度的影响。石墨漂浮程度随碳当量、铸件壁厚和浇注温度的增大而增大。

     元素偏析

     在厚大断面球铁中,正偏析元素如MnCrV等碳化物形成元素会偏析于奥氏体晶界,其偏析倾向与碳化物形成倾向相一致,而负偏析元素如SiNiCu等石墨化元素则会偏析于奥氏体中,显著影响球铁的组织和性能。

     反白口

     球墨铸铁厚大断面和热节部位常常出现反白口现象,并伴生有缩松等缺陷。其原因在于,厚大断面和热节部位的铁液凝固时间长,合金元素易产生严重的成分偏析。当碳化物形成元素如锰、残留稀土等偏析于最后凝固区域时,将使该区域白口倾向增大,同时球铁的糊状凝固特性往往造成凝固后期冷却速率增大,从而导致反白口组织的形成。严格控制硅、锰及残余稀土含量,强化孕育效果,增加石墨球数,减小铸件各区域的冷速差,进行高温退火处理均可有效地预防反白口组织的产生。

     畸形石墨

     因冷却速率小,共晶凝固时间长,厚大断面球铁易产生畸形石墨。在各种畸形石墨中,碎块状石墨最为常见。碎块状石墨产生于厚壁球墨铸铁的热集中区,出现在“灰斑"断口的位置,具有年轮状结构,沿0001面取向排列,最后形成许多石墨分枝角椎体碎块,碎块状石墨是大角度分枝,角锥体间的间隙大量充填着奥氏体,而球状石墨则是小角度分叉,角锥体间紧密接触,奥氏体壳包围石墨球速度越慢,石墨变质越严重。

     归纳起来,对碎块状石墨的形成机制存在三种不同的说法,球状石墨破碎说、奥氏体壳破碎 说及楔子理论。普遍认为,厚大断面球铁易形成碎块状石墨的根本原因在于凝固时间长,热过冷度低。然而,最近的研究发现Mg和稀土元素在厚大断面中心部位的严重偏聚将导致石 墨形态恶化,碎块状石墨增多,使用冷铁可以有效预防碎块状石墨的产生。这说明除热过冷因素之外,微量元素及其氧化物的偏聚对碎块状石墨的形成具有显著的影响,有关碎块状石墨的形成机制还有待于做进一步深入研究。

     除上述碎块状石墨以外,畸形石墨还包括不规则球状石墨,主要与孕育不充分或碳当量过低有关;片状石墨,往往出现成于大断面球铁中最后凝固的部位,形成原因主要与原材料杂质元素含量高、残余镁量不足等因素有关,在未加入铈元素或者加入的铈元素被中和的情况 下,各种微量杂质元素如铅、钛、铋等会促使片状石墨的生成。爆裂状石墨与铈元素含量过 高有关。一般残余镁量控制在0.04%-0.06%范围为宜。

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