【廣告】
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。在煉鋼過程中脫除鋼水中的氧,某些鐵合金還可脫除鋼中的其他雜質如硫、氮等。采購孕育用硅鐵時,不能不考慮其中鋁和鈣的含量。
對于作孕育劑的75硅鐵,美國相關標準規(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,就可能導致鑄件產生皮下氣孔。我國標準GB/T2272-1987中有不同鋁含量的75硅鐵牌號,鋁含量的上限值分別為0。選擇孕育劑品種和確定孕育劑用量時,對此也應有所考慮。
孕育劑不可草率加入,要講究方法。孕育劑若漂浮在金屬液面上會很快氧化而難以被金屬液吸收。因此采用沖入法時,應準確地加到鐵液流與液面接觸處或與澆槽接觸處。含鍶硅鐵:含鍶硅鐵消除白口的能力很強,特別有利于改善薄壁鑄件中石墨的形態(tài)和分布狀況,使不同厚度處組織的差別更小,過冷組織只見于鑄件的表層。由于孕育方法對孕育效果有直接影響,因此還可采用澆口杯孕育、硅鐵棒孕育、大塊浮硅孕育、孕育絲孕育、鐵液流孕育以及型內孕育等。
孕育劑的粒度不宜過粗或過細。若粒度過粗則不能較迅速地為鐵液所溶化吸收,殘余的未溶孕育劑顆粒混入鑄件將惡化性能或導致報廢。粒度亦不宜過細,粉末狀的孕育劑極易氧化燒損、失去孕育作用,而且會造成鑄件夾渣。對于含ωSi75%的硅鐵孕育劑采用沖入法處理0.5T鐵液、當鐵液溫度為1390~1450℃時,孕育劑的粒度以1~3㎜為宜。孕育處理對鑄鐵組織形成的作用和機理,目前國內外對孕育處理的作用和機理,主要有兩種說法。若鐵液量少或溫度較低或用瞬時孕育方法時,粒度以0.2~2㎜為宜。
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)碳化硅微粒進入鑄件中。
2 、由于碳化硅微粒子進入鑄件中起到核心基底作用,經它為中心形成核心,碳化硅微粒越細、越多生核能力強。在TEM下觀察:碳化硅顆粒與基體界面結合良好,顆粒周圍存在高密度位錯,而結晶 增多以致晶粒細化,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,共晶團數(shù)量及珠光體數(shù)量明顯改善。眾所周知,當鑄件共晶團 數(shù)量達到300個/mm時鑄件有縮孔傾向,用碳化硅孕育的鑄件共晶團數(shù)量在130-250 個/ m㎡范圍內。有報道說,加入過多的鋇會使基體組織中鐵素體含量增多,導致鑄鐵的強度降低。綜上所述,由于碳化硅孕育劑生核能力強,能改變石墨形態(tài),細化組織,從而提高機械性能及防滲漏。
接種物與接種衰弱的關系非常密切。硅的孵育時間相對較短,主要是通過刺激自生核的形成而起到孵育作用。在高溫下保持較長時間后,擴散會減弱自生核的濃度漲落和能量漲落,導致自生核的逐漸減少。鋇是一種很好的孕育元素。它產生離子二碳酸鋇,相對穩(wěn)定。此外,它的比重大于鈣,蒸汽壓也較小。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。衰變時間可以延長。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,還具有較強的脫氧能力。進一步還原鐵水,減少氧鈣結合,為鈣碳結合創(chuàng)造有利條件,促進鈣二元核的形成,在較長時間內保護鈣二元的作用。