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球化劑的主要成分是球化元素,如Mg、Ce、Ca等。有不良影響,特別是當(dāng)溫度低于零度時影響更大,而含硫低可以選用低鎂低稀土球化劑球化,并減少“黑斑”缺陷的產(chǎn)生,而“黑斑”主要是鎂、氧化物的聚集物,此外也要用低硅球化劑以保證可以進(jìn)行多次孕育。球墨鑄鐵中的球狀石墨就是鑄鐵鐵液經(jīng)球化處理后而成,使其強(qiáng)度大大高于灰鑄鐵,韌性優(yōu)于可鍛鑄鐵,同時還能保持灰鑄鐵的一系列優(yōu)點。但球墨鑄鐵熔鑄時所使用的球化劑能增加焊縫產(chǎn)生“白口”和淬硬組織的傾向,使焊縫及熱影響區(qū)(尤其是熔合區(qū))誘發(fā)裂紋。球墨鑄鐵的焊接性要比灰鑄鐵更差所以,很多地區(qū)普遍使用的球化劑是硅鐵稀土鎂合金,國外大都采用鎂系球化劑(純鎂和鎂合金),少數(shù)國家則采用鈣系球化劑。
石墨球異化:石墨球異化出現(xiàn)不規(guī)則石墨,如團(tuán)塊狀、蝌蚪狀、蠕蟲狀、角狀或其他非圓球狀。優(yōu)質(zhì)球化劑色灰蘭略黃,斷口組織致密,斷口呈金屬光澤,劣質(zhì)球化劑斷面致密性差,有氣縮孔、夾渣等異物,斷面灰暗。這是由于球狀石墨沿輻射方向生長時,局部晶體生長模式和生長速率偏離正常生長規(guī)律所致。鑄件中殘余球化元素量超出應(yīng)有范圍時,如殘余鎂太高,超過了保持石墨球化所需的較低量時,也會影響石墨結(jié)晶條件,就容易產(chǎn)生蝌蚪壯石墨。而殘余稀土較多時,高碳當(dāng)量鐵水易產(chǎn)生碎塊石墨,碎塊石墨的集中區(qū)域一般稱做“灰斑”。而蠕蟲狀石墨的出現(xiàn)則是由于球化元素殘余量不足或者含有超限的鈦和鋁。
球化劑的種類:
1、純鎂:這是國外常用的球化劑,國內(nèi)應(yīng)用比較少,壓力加鎂制取球鐵,優(yōu)點和缺點同樣明顯;
2、銅鎂、鎳鎂:是我國早期使用的球化劑,但成本高,回爐料中銅和鎳積累難以控制,造成韌性下降;
3、稀土鎂類合金:包括稀土硅鎂、稀土鈣鎂、稀土銅鎂等合金,是我國工程技術(shù)人員立足我國實際,在六十年代初研制開發(fā)的稀土鎂類系列合金球化劑,它們綜合了各種球化元素的優(yōu)缺點,尤其是稀土鎂鈣合金,是目前國內(nèi)應(yīng)用量大面廣的主要球化劑,從而走出了一條適合我國國情的球墨鑄鐵制造技術(shù)道路。此外還與鐵液包形狀、球化劑覆蓋程度,以及鐵液溫度等諸多因素有關(guān)。