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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(rèn)為:在鐵液中,鋁和鈣會與氧、氮反應(yīng),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。純硅或不含鈣、鍶、鋇、鋁的硅鐵不可用作孕育劑,其原因在于石墨靠鐵液中析出的二氧化硅異質(zhì)生核,而二氧化硅靠鈣鍶鋇的硫氧化物異質(zhì)生核,才能防止鐵液的過冷和白口傾向。
對于作孕育劑的75硅鐵,美國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定含鋁量為0.75~1.75%,含鈣量為0.5~1.5% 。我國標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)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(yīng)有所考慮。隨著鐵液溫度進(jìn)入1500℃-1550℃時期,瞬時孕育的廣泛應(yīng)用,孕育溫度的范圍也在發(fā)生變化。
硅鋇孕育劑的作用:
1、強(qiáng)烈增加石墨化核心,細(xì)化石墨,促進(jìn)灰鑄鐵件中得到A型石墨,提高強(qiáng)度,對于球墨鑄鐵件能使球鐵中石墨細(xì)小,圓整,提高球化等級。
2、顯著減少白口傾向,降低相對硬度,提高鑄件切削加工性能。
3、提高斷面均勻性,減少縮松傾向。
4、化學(xué)成分穩(wěn)定,加工粒度均勻,成分和質(zhì)量偏差小。
5、熔點低,孕育處理時便于吸熔,浮渣較少。
碳化硅孕育劑在鑄鐵中起到的作用:
1、由于碳化硅的含硅和碳,熔煉過程中硅進(jìn)入鐵水里,碳大多數(shù)燃燒。值得提醒的是:在熔煉過程中,仍有少數(shù)碳化硅微粒進(jìn)入鑄件中。
2 、由于碳化硅微粒子進(jìn)入鑄件中起到核心基底作用,經(jīng)它為中心形成核心,碳化硅微粒越細(xì)、越多生核能力強(qiáng)。在TEM下觀察:碳化硅顆粒與基體界面結(jié)合良好,顆粒周圍存在高密度位錯,而結(jié)晶 增多以致晶粒細(xì)化,并且改變石墨形態(tài),石墨長度變短,A型石墨增加,D型 石墨減少,共晶團(tuán)數(shù)量及珠光體數(shù)量明顯改善。眾所周知,當(dāng)鑄件共晶團(tuán) 數(shù)量達(dá)到300個/mm時鑄件有縮孔傾向,用碳化硅孕育的鑄件共晶團(tuán)數(shù)量在130-250 個/ m㎡范圍內(nèi)。綜上所述,由于碳化硅孕育劑生核能力強(qiáng),能改變石墨形態(tài),細(xì)化組織,從而提高機(jī)械性能及防滲漏。未烘干的孕育劑加入金屬液中,會因其中的水分與金屬液中的金屬元素在高溫下反應(yīng)生成金屬氧化物及氫,生成的初生氫溶入金屬液會導(dǎo)致鑄件皮下氣孔等缺陷。