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75硅鐵是常采用的孕育劑,其中的鋁、鈣含量對孕育效果有重要的作用,有報道說,不含鋁、鈣的硅鐵對灰鑄鐵的孕育作用很小,甚至沒有作用。一般認為:在鐵液中,鋁和鈣會與氧、氮反應,形成高熔點的化合物,成為石墨結(jié)晶的核心。而且,加入孕育劑后,鐵液中可形成局部的富硅微區(qū),有利于石墨析出。采購孕育用硅鐵時,不能不考慮其中鋁和鈣的含量。孕育處理對鑄鐵組織形成的作用和機理,目前國內(nèi)外對孕育處理的作用和機理,主要有兩種說法。
對于作孕育劑的75硅鐵,美國相關(guān)標準規(guī)定含鋁量為0.75~1.75%,含鈣量為0.5~1.5% 。我國標準GB/T 2272-1987中有不同鋁含量的75硅鐵牌號,鋁含量的上限值分別為0.5%、1.0%、1.5%和2.0%,含鈣量的上限值則為1.0%。但是,鐵液中的鋁含量不能太高,加入0.01%的鋁,就可能導致鑄件產(chǎn)生皮下氣孔。選擇孕育劑品種和確定孕育劑用量時,對此也應有所考慮。硅鋇孕育劑的作用:1、強烈增加石墨化核心,細化石墨,促進灰鑄鐵件中得到A型石墨,提高強度,對于球墨鑄鐵件能使球鐵中石墨細小,圓整,提高球化等級。
硅鋇孕育劑是將硅粉與鋇粉通過按需求比例調(diào)和,再通過高溫爐煉鋼成的塊狀冶金材料。是鑄造廠鑄造過程中的一種添加劑,具有可促進石墨化,減少白口傾向,改善石墨形態(tài)和分布狀況,增加共晶團數(shù)量,細化基體組織的特性,它在孕育處理后的短時間內(nèi)(約5—8分鐘)有良好的效果。稀土孕育劑:稀土混合金屬和稀土硅鐵等含稀土金屬的孕育劑,加入量適當時,孕育作用很強,其效果可以是75硅鐵的若干倍,能有效地消除白口,并減緩孕育作用。
硅鋇孕育劑主要作用:
1、強烈增加石墨化核心,細化石墨,促進灰鑄鐵件中得到A型石墨,提高強度,對于球墨鑄鐵件能使球鐵中石墨細小,圓整,提高球化等級。
2、能有效降低鐵水過冷度,促進石墨的析出,顯著減少白口傾向,降低相對硬度,提高鑄件切削加工性能。
孕育劑一般由促進石墨化的元素或合金組成。孕育劑的種類目前較多,選用的原則是孕育劑效果好而價格低廉。目前的孕育劑仍然是以硅為基礎(chǔ),國內(nèi)大多數(shù)采用含75%硅的硅鐵,除硅外亦含有一定量的鋁和鈣。
近年來國外對孕育劑的研究頗多,有比較多的報告指出,對于片狀石墨鑄鐵來說,純硅或純硅鐵很少或沒有孕育作用;真正起作用的是硅鐵中的一定數(shù)量的鋁和鈣;5%的、含ωSi為75%的硅鐵作孕育劑,或采用硅-鋯系、硅-鈣系、硅-鋇系等高效孕育劑。除鋁、鈣外還有一些元素引進孕育劑以后,能提高孕育效果,它們是:鍶、鋇、鈣、鋁、鈦、鋯(按加強孕育作用的程度排列)此外,在孕育劑中加入碳都可起孕育作用。
1、球化能力強,降低了保證石墨球化所需的殘余鎂量,可以處理亞晶品和過共晶成分,含硫較高及溫度稍低的鐵水,消除了干擾稀土鎂球化劑球化元素的有害作用,對于生產(chǎn)球墨鑄鐵管是一種廣泛適用的球化劑,適應目前國內(nèi)的熔煉條件。
2、球化反應動力學條件好,反應又比較穩(wěn),用沖入法處理工藝性能較好。
3、使球鐵的鑄造性能顯著改善,比鎂球鐵提高流動性40%,降低稀土鎂球化劑氧化膜形成溫度約50℃,減少收縮前膨脹值0.3一0.4%,使縮松、夾渣、皮下氣孔、冷隔等鑄造缺陷減少。
4、出于稀土的凈化鐵水、彌散合金化作用,減少了鑄造缺陷,因而提高了球鐵的機械性能,與鎂球鐵相比,稀土鎂球墨鑄鐵的抗拉強度、延伸率和沖擊韌性一般要提高10%。
5、含釔的稀土鎂球化劑還具有一定的抗球化衰弱能力。