球墨铸铁熔炼中球化剂的作用.docx

1、1球铁的生产和研究现状1.1常规球铁 目前常规球铁即以铁素体和珠光体为基体的球铁仍占球铁产量中的绝大部分比例。11 1对影响球铁质量的因素加强控制 球铁的组织与性能取决于铸铁的成份和结晶条件以及所用球化剂的质量，研究认为为了确保球铁的机械性能，必须针对铸件具体壁厚、浇注温度、所用球化剂、球化处理工艺、冷却参数的优化以及有效的排渣措施进行严格控制，而适当的降低碳当量，合金化和热处理是改善球铁的有效措施。112 有效控制铁素体球铁和球光体球铁的生产控制球铁基体的主要因素有铸铁的成份、所用球化剂、孕育剂的类型，加入方法以及冷却条件等。铸态铁素体球铁的成份控制微过共晶成份，其中碳稍高，但不出现石墨漂浮

2、，含硅稍低，孕育剂硅量应少于 3%，锰越低越好，应使 Mn0.04%，硫、磷应低，使 S0.02%、P0.02，这是因为硅可改善球铁组织和相应的塑性，Si=3.03.5%可得到全部铁素体组织。有研究指出，Si=2.62.8时，铸铁具有最高的延伸率和冲击韧性，但硅在铁中的显微偏析随着含磷量的增加，这种偏析越严重，并对机械性能有不良影响，特别是当温度低于零度时影响更大，而含硫低可以选用低镁低稀土球化剂球化，并减少“黑斑”缺陷的产生，而“黑斑”主要是镁、铈硫化物和氧化物的聚集物，此外也要用低硅球化剂以保证可以进行多次孕育。对珠光体球铁而言，在生产时铸铁成份中锰可提高至 0.81.0，有些铸件如果是用

3、作耐磨性曲轴时，锰可提高至 1.21.35，生产铸态珠光体元素铜。加入量大于 1.8%时，它阻碍石墨球化，但促进基体完全珠光体化，一般球铁中铜含量应小于 1.5%，锡是强烈的珠光体化元素，其对硬度的影响大于铜和锰，但 Sn1.0%时使石墨畸变，因此其含量应限制在 0.08以下。1.1.3 稀土在球铁中的作用稀土能促进镁合金的球化效果（球化率和球的圆整度），它对壁厚球铁件中防止球状石墨畸变的效果受到了重视，这也是国内外球化剂中都包含稀土的主要原因之一。在铸件中有些元素能破坏和阻碍石墨球化，这些元素即所谓的球化干扰元素，干扰元素分为两类，一是消耗球化元素型干扰元素，它们与镁、稀土生成 MgS、Mg

4、O、MgSe、RE2O3、RE2S3、RE2Te3 等，使球化元素降低从而破坏了球状石墨形成；另一类是晶间偏析型干扰元素，包括锡、锑、砷、铜、钛、铝等在共晶结晶时，这些元素富集在晶界，促进使碳在共晶后期形成畸形的枝晶状石墨，球化干扰元素原子量越大，其干扰作用越强，现在许多研究都已找到了干扰元素在铸铁中的临界含量，当这些元素含量小于临界含量时，并不能形成畸变石墨。在有干扰元素的铸铁中，加入稀土可消除其干扰作用，有研究报告指 出 在 铸 铁 中 干 扰 元 素 之 和 应 小 于0.10 即z=Ti+Cr+Sb+V+As+Pb+Zn+0.10%有研究指出，中和铁水中的 Al、Sb、TI、Pb、Bi

5、、等只要分别加入 0.0050.04%Ce 即可，例如，中和 Ti、Pb、Sb、Al 等只要分别加入 0.0050.007%、0.014%、0.15%和 0.008%的 Ce 即可。干扰元素在铸件壁厚，冷却速度慢的情况下破坏作用更大。干扰元素对球铁基体也有影响，Te、B 强烈促进白口形成，Cr、As、Sn、Sb、Pb、Bi 稳定珠光体，Al、Zr 促进铁素体。目前正在发展一些球化元素与干扰元素复合球化剂，以改善大断面球铁的处理效果及石墨球的圆整度。1.1.4 球铁检测加强球铁检测是保证其质量的重要措施，目前正在研究发展线分析，即产品在生产过程中进行分析，以确定其质量，已有不少单位在大批量生产条

6、件下利用超声波对铸件质量进行分析。在利用超声波测定铸铁组织时，片状石墨的声速为 4500m/s、蠕墨铸铁为 5400m/s、球墨铸铁 5600m/s，此外在铸铁中高频衰减率的变化也可判断铸铁类型，球铁中心频率为 5MHz 而片状铸铁仅为 1.5MHz。目前还有单位正在用超声波作球化级别的测定，已可测定合格的球化级别和不合格的产品（3 级和 4 级之间），但还不能进行更细分级测定，此方法正在完善中。1 2 奥贝球铁 20 世纪 70 年代，荷兰、中国、美国彼此独立地，几乎是同时宣布各自研究成功了贝氏体球铁，中国研究成功的是下贝氏体，美国为下贝氏体马氏体，荷兰为上贝氏体奥氏体，荷兰成果最具代表性，即现在所称的奥贝球铁。1977 年 M.Jokason宣布荷兰的 KgmiKgmmene 公司所属的 karkkila 铸造厂开发了一种特性优异的新型铸铁，即奥贝球铁，并在 1978 年召开第 45 届国际年会上宣读了有关论文，此一发明在美、英、法、加等 13 个国家申请了专利（美国专利号：3860457，荷兰专利 1996/72，原西德专利2852870），引起了各国重视，被誉为近几十年来铸铁冶