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废钢用量增加,对球墨铸铁性能造成的影响有哪些?
时间: 2020-04-26 15:50:47来源: 湖南国泰机械制造有限公司

  上期小编说了因为废钢用量增加,对球墨铸铁性能造成影响的干扰因素,今天小编再和大家来说一下这些干扰因素对球墨铸铁性能造成的影响有哪些?

   1.形成碳化物
   钢材中的合金元素,如Mn、Cr、V、Mo、Ti、B等,都是很强的碳化物形成元素,而且易偏析于铸件最后凝固的部位,在晶界处浓度很高。对于灰铸铁,由于其组织中存在大量片状石墨,强度本来就不高,延性和韧性很差,晶界处碳化物的影响并不那么明显。对于球墨铸铁,尤其是铁素体球墨铸铁件、等温淬火球墨铸铁件和优质厚截面球墨铸铁件,晶界处碳化物的影响往往是至关重要的。 
   2.对石墨球化的影响
   铸铁中加入Mg和以Ce为代表的稀土元素后,可以使石墨球化。如果金属炉料中含有阻碍石墨球化的元素,就会影响石墨的球化。阻碍石墨球化的作用大致可分为两个方面。
  (1)与Mg或稀土元素反应,产生氧化物、硫化物和氮化物,消耗球化元素。
起这种作用的主要是氧、硫和氮。此外,碲(Te)和硒(Se)也是消耗球化剂的元素。
  (2)球状石墨生成后,提高铸铁中的液相的稳定性,使石墨长大过程中,在各个方向成长不均匀,从而导致石墨球畸变。
起这种作用的主要是磷、铝、锡、铜、硼、锑、钛、铌等元素。这类元素偏析的倾向强,可以使铁中的液相稳定,促进石墨成长的异向性,从而影响石墨的形态。还有一些元素,如铅、铋等,兼有上述两种作用。
   但是,铁液中含钛量增多时,各种元素的允许含量还应进一步降低。在不同的钛含量下,砷、锡、铋、铅、锑等元素的球墨铸铁中石墨形态的影响各不同。因此,生产优质球墨铸铁件时,应特别留意铸铁中的钛含量。
   最近,制造高强度球墨铸铁件时,常常加入较多的铜。在这种条件下,应尽可能地将铸铁中的铝含量控制得低一些。
   3.产生缩孔的倾向增大
   缩孔的特征有表面缩孔和内部的缩孔、缩松。钛、铝的含量增高,铁液的流动性恶化,产生表面缩孔的倾向增大。磷、锰、铬、钒、钼等元素易偏析于最后凝固的部位,形成复合碳化物,导致产生内部缩孔、缩松的倾向增大。日本三重县技术综合研究所藤川、村川等人的研究工作表明:灰铸铁中含有铝、钛、钒、铬、磷等元素,产生缩孔的倾向增大;球墨铸铁中,铝含量自0.02%增加到0.4%,产生缩孔的倾向增大。
   4.灰铸铁的强度降低
   灰铸铁组织中石墨的形态(A型、B型、C型、D型或型E),对其力学性能有重要的影响,难以由硬度预测其强度。灰铸铁中铅含量在0.005%以上,就可能产生魏氏体型石墨,导致强度显著降低。如果铸铁中还含有铝、氢、钙等元素,铅含量在0.005%以下,就可能出现魏氏体型石墨。
一种厚壁灰铸铁件(厚度100~150㎜)在使用过程中破断,作失效分析时发现,虽然基体组织基本上是珠光体,由于石墨为魏氏体型,硬度为148 HB,分析结果表明铅含量很高,为0.025%,破断处的显微组织见图5。
   灰铸铁中常加入锑或锡,以稳定珠光体,提高其硬度。但是,如加入量太多,虽然硬度提高了,强度却反而会降低。碳当量较高的灰铸铁中,锡的加入量对灰铸铁硬度和强度的影响见图6。灰铸铁中添加锑,也有同样的影响,而且易于使石墨的形态变异。
   灰铸铁强度低下时,有必要注意钛的有害作用。钛含量增多时,加以铁液中含有的硫的作用,会促使D型石墨形成。部分石墨成为D型后,基体组织中的铁素体增多,会使铸铁的强度降低。干扰元素‘钛’不仅来自废钢,我国生产的高硅铸造生铁中也往往含有钛,选用时应加注意。印度生产的铸造生铁中也有这样的问题。
   5.铸铁的硬度低
   近年来,美国经常发生珠光体球墨铸铁的硬度低于寻常的情况,为查明其原因进行了研究,最近已经明确这是硼的影响。
   铸铁中硼含量超过0.002%,就可以抑制铜稳定珠光体的作用,使铸铁的硬度降低。因此,生产中不仅要注意废钢和其他炉料中所含的硼,采用感应电炉熔炼时,还应注意筑炉材料中加入的硼酸所造成的污染。
   6.感应电炉炉衬的寿命低
   近年来,用于熔炼铸铁的感应电炉日益增多,炉衬寿命不高的情况也十分多见,当然,耐火材料品质不高、筑炉工艺掌握不好是出现这类问题的主要原因,但是,也不能忽视炉料带来的问题。  



    关键词:球墨铸铁

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关键词:球墨铸铁 
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