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孕育劑主要適用于各種情況的一般然件或后期瞬時(shí)孕育?;诣T鐵的力學(xué)性能在很大程度上取決于其顯微組織。未經(jīng)孕育處理的灰鑄鐵,顯微組織不穩(wěn)定、力學(xué)性能低下、鑄件的薄壁處易出現(xiàn)白口。為保證鑄件品質(zhì)的一致性,孕育處理是必不可少的。
鑄鐵孕育處理所用的孕育劑,加入量很少,對(duì)鑄鐵的化學(xué)成分影響甚小,對(duì)其顯微組織的影響卻很大,因而能改善灰鑄鐵的力學(xué)性能,對(duì)其物理性能也有明顯的影響。良好的孕育處理有以下作用:消除或減輕白口傾向;避免出現(xiàn)過(guò)冷組織;減輕鑄鐵件的壁厚敏感性,使鑄件薄、厚截面處顯微組織的差別小,硬度差別也?。挥欣诠簿F(tuán)生核,使共晶團(tuán)數(shù)增多。減輕鑄鐵件的壁厚敏感性,使鑄件薄、厚截面處顯微組織的差別小,硬度差別也小。
稀土對(duì)鑄鐵孕育作用的機(jī)制在于稀土元素有強(qiáng)烈的脫硫、脫氧能力,微量稀土合金能在鐵液中形成稀土硫化物、氧化物、氮化物,這些化合物一部分作為渣被排除,使鐵液凈化,另一部分以非金屬夾雜物懸浮于鐵液中,為石墨析出提供了大量外來(lái)核心,為改善鑄鐵的組織和性能創(chuàng)造了條件。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(duì)于球墨鑄鐵件能使球鐵中石墨細(xì)小,圓整,提高球化等級(jí)。
稀土孕育性能強(qiáng),其中少量稀土元素可以消除鉛和鈦對(duì)灰口鑄鐵片狀石墨形態(tài)的有害影響,減少由鉻等元素引起的過(guò)冷,強(qiáng)化基體。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。低稀土孕育劑不含鉻、錳等合金化元素,主要以孕育為主,其中稀土量在0.8%~1.5%。低稀土孕育劑在缸體缸體缸蓋上應(yīng)用多與硅鐵、硅鋇復(fù)合使用。
稀土鉻類孕育劑具有合金強(qiáng)化和孕育雙重作用在使用時(shí),只有選擇適宜的加入量,才能得到預(yù)期的結(jié)果。這些相對(duì)較高含量的稀土孕育劑是以稀土硅鐵合金作為基礎(chǔ),硅含量一般為10%~50%,稀土含量為5%~15%,并復(fù)合以A1、Ca、Ba、Mn、Cr等元素,獲得合金化作用,以提高力學(xué)性能。2、能有效降低鐵水過(guò)冷度,促進(jìn)石墨的析出,顯著減少白口傾向,降低相對(duì)硬度,提高鑄件切削加工性能。由于孕育劑中配入的鉻鐵熔點(diǎn)較高,溶解和擴(kuò)散較慢,常以復(fù)合熔制Mn元素來(lái)降低孕育劑的熔點(diǎn)。復(fù)合孕育劑多以熔制方法進(jìn)行配制,也有采用稀土與幾種熔制合金機(jī)械混合的方法配制。
接種物與接種衰弱的關(guān)系非常密切。硅的孵育時(shí)間相對(duì)較短,主要是通過(guò)刺激自生核的形成而起到孵育作用。在高溫下保持較長(zhǎng)時(shí)間后,擴(kuò)散會(huì)減弱自生核的濃度漲落和能量漲落,導(dǎo)致自生核的逐漸減少。孕育劑的種類還有很多,這里只是概括了大批量鑄造生產(chǎn)中鑄鐵件經(jīng)常使用的幾種孕育劑和近幾年開(kāi)發(fā)引進(jìn)的新型孕育劑。鋇是一種很好的孕育元素。它產(chǎn)生離子二碳酸鋇,相對(duì)穩(wěn)定。此外,它的比重大于鈣,蒸汽壓也較小。衰變時(shí)間可以延長(zhǎng)。這是一種很有前途的孕育劑。
鋁、鈦、鋯等金屬除碳化物可用作核外,還具有較強(qiáng)的脫氧能力。進(jìn)一步還原鐵水,減少氧鈣結(jié)合,為鈣碳結(jié)合創(chuàng)造有利條件,促進(jìn)鈣二元核的形成,在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保護(hù)鈣二元的作用。