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孕育劑中元素的作用可以分為四大類:主要元素Si,提高C的活度,通過(guò)造成局域成分和溫度的不均勻而促進(jìn)石墨化,是帶入其他元素的載體;通過(guò)反應(yīng),改變鐵液性能并形成形核質(zhì)點(diǎn)的元素,如Al、Ca、Zr、Ti、Mg和RE。他們進(jìn)入鐵液,不僅可以除氣,而且脫硫脫氧,還可以形成高熔點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)作為形核核心;如Ba、Sr、Zr和RE。加入這些元素,可以顯著延長(zhǎng)衰弱時(shí)間;穩(wěn)定組織的元素,如Cr和Cu,可以穩(wěn)定珠光體;對(duì)于用廢鋼量較大的鑄鐵,為了消除N的影響,可以添加含Zr的孕育劑,因?yàn)閆r可以與N反應(yīng),消除N的不良影響。孕育處理是鑄鐵件生產(chǎn)中不可缺少的工藝,其不僅提高鑄件的力學(xué)性能,降低鐵液的白口傾向,改善鑄件的組織與斷面均勻性,而且提高鑄件機(jī)械加工性能。
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。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。
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。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%。本產(chǎn)品是根據(jù)瞬時(shí)孕育工藝而研制開(kāi)發(fā)的新型孕育劑,盡需在合箱時(shí)將孕育塊放入孕育坑內(nèi),在澆注時(shí)孕育塊受鐵水流沖刷進(jìn)行瞬時(shí)孕育,具有孕育效果明顯,使用方便的優(yōu)點(diǎn)。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。
碳質(zhì)孕育劑主要用于鐵液孕育前的預(yù)處理,一般都是結(jié)晶態(tài)的碳質(zhì)材料。有研究報(bào)告稱:對(duì)于灰鑄鐵,以85~90%的冶金碳化硅效果較好,晶態(tài)石墨也有效。預(yù)處理時(shí)的加入量一般為0.75~1.0%,應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果求得較佳值。
孕育劑的主要作用在于促進(jìn)石墨形核,而且當(dāng)碳含量與硅碳比變化不大時(shí),單位鐵水體積內(nèi)的形核數(shù)日也是有一定限度的。