原铁液含硫量不高,应该采用以吨为主的球化剂,但亦需要含有RE,因为它不仅去氧脱硫,还有良好的溶解性能,可以提高基体强度,还能中和干扰元素。RE含量少能在过冷度不大的条件下促进石墨成核长大,同时也能使用吨量大幅度降低,基体中的夹杂物含量就低,夹杂物常常是疲劳断裂的策源地。大量生产的经验证明,RE残量不能太高,因为客观存在易受冷却速度、浇注温度以及化学成分、孕育量的影响,容易引起波动。缩松,宏观的出现在热节处,细微的收缩孔洞,大多是孔洞内部互相连通。
选用稀土低的球化剂Mg与RE都有去氧脱硫的作用,都是强有力的球化元素,又都是反石墨元素。RE在去氧脱硫上起主导作用,这时吨在铁液中发生沸腾,为去氧脱硫创造了条件。
石墨球异化:石墨球异化出现不规则石墨,如团块状、蝌蚪状、蠕虫状、角状或其他非圆球状。这是由于球状石墨沿辐射方向生长时,局部晶体生长模式和生长速率偏离正常生长规律所致。铸件中残余球化元素量超出应有范围时,如残余镁太高,超过了保持石墨球化所需的较低量时,也会影响石墨结晶条件,就容易产生蝌蚪壮石墨。而残余稀土较多时,高碳当量铁水易产生碎块石墨,碎块石墨的集中区域一般称做“灰斑”。而蠕虫状石墨的出现则是由于球化元素残余量不足或者含有超限的钛和铝。球化剂主要包括镁硅系合金、稀土镁硅系合金、钙系合金,镍镁系合金、纯镁合金、稀土合金。
球化剂的质量是决定球墨铸铁生产稳定性的重要因素。高质量的球化剂必须具有:化学成分稳定,波动小;合金纯度高,MgO含量低;合金结构紧凑。粒度分布均匀合理。
球化剂的化学成分应稳定,否则将严重影响球墨铸铁生产的质量稳定。特别要注意Mg和RE的波动值。***标准规定,每个品牌的Mg和RE含量允许偏差为±1%。评价球化剂的主要内容是球化剂中镁、稀土的实际含量偏离标称含量的程度。
通过对球化剂断裂的观察,可以直观地看出球化剂的优缺点。球化剂呈黄***,断裂***致密,有金属光泽。质量较差的球化剂断面致密性较差,存在气体缩孔、夹渣等***,断面呈***。
球化剂的种类:
1、纯镁:这是国外常用的球化剂,国内应用比较少,压力加镁制取球铁,优点和缺点同样明显;
2、铜镁、镍镁:是我国早期使用的球化剂,但成本高,回炉料中铜和镍积累难以控制,造成韧性下降;
3、稀土镁类合金:包括稀土硅镁、稀土钙镁、稀土铜镁等合金,是我国工程技术人员立足我国实际,在六十年代初研制开发的稀土镁类系列合金球化剂,它们综合了各种球化元素的优缺点,尤其是稀土镁钙合金,是目前国内应用量大面广的主要球化剂,从而走出了一条适合我国国情的球墨铸铁制造技术道路。(3)继续分析认为铁液夹杂较多、球化干扰元素偏高等可能是造成球化率偏低的原因,因而对铁液进行高温净化,高温净化温度一般控制在1500±10℃,但其球化率仍未突破90%。
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