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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。灰鑄鐵的力學(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,對鑄鐵的化學(xué)成分影響甚小,對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,硬度差別也小;有利于共晶團(tuán)生核,使共晶團(tuán)數(shù)增多。隨著鐵液溫度進(jìn)入1500℃-1550℃時(shí)期,瞬時(shí)孕育的廣泛應(yīng)用,孕育溫度的范圍也在發(fā)生變化。
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。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。因此采用沖入法時(shí),應(yīng)準(zhǔn)確地加到鐵液流與液面接觸處或與澆槽接觸處。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(nèi)孕育等。
孕育劑的粒度不宜過粗或過細(xì)。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?;烊腓T件將惡化性能或?qū)е聢?bào)廢。有研究報(bào)告稱:對于灰鑄鐵,以85~90%的冶金碳化硅效果良好,晶態(tài)石墨也有效。粒度亦不宜過細(xì),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(dāng)鐵液溫度為1390~1450℃時(shí),孕育劑的粒度以1~3㎜為宜。若鐵液量少或溫度較低或用瞬時(shí)孕育方法時(shí),粒度以0.2~2㎜為宜。
孕育處理是提高鑄件性能的一個(gè)簡便而又行之有效的措施,廣泛地被人們采用,但是不少廠采用爐前孕育即爐前大孕育量處到紛孕育效果不明顯。這是為什么呢?我們來談?wù)勗杏齽┘尤朔绞綄υ杏Ч挠绊憽?
孕育處理對鑄鐵組織形成的作用和機(jī)理,目前國內(nèi)外對孕育處理的作用和機(jī)理,主要有兩種說法。即“鐵水中加人孕育劑后,將會形成大量難熔的高彌散度的懸浮物質(zhì)。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。構(gòu)成了共晶團(tuán)中石墨成核的非自發(fā)晶核”。另外還可能是“孕育劑加人后,使鐵水凝固時(shí)濃度起伏現(xiàn)象加劇,迫使石墨晶核的大量出現(xiàn)。