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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。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。一般認(rèn)為:在鐵液中,鋁和鈣會與氧、氮反應(yīng),形成高熔點的化合物,成為石墨結(jié)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。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(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定含鋁量為0.75~1.75%,含鈣量為0.5~1.5% 。稀土孕育性能強,其中少量稀土元素可以消除鉛和鈦對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冷,強化基體。我國標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)致鑄件產(chǎn)生皮下氣孔。選擇孕育劑品種和確定孕育劑用量時,對此也應(yīng)有所考慮。
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。有研究報告稱:對于灰鑄鐵,以85~90%的冶金碳化硅效果較好,晶態(tài)石墨也有效。預(yù)處理時的加入量一般為0.75~1.0%,應(yīng)根據(jù)試驗結(jié)果求得較佳值。
孕育劑的主要作用在于促進石墨形核,而且當(dāng)碳含量與硅碳比變化不大時,單位鐵水體積內(nèi)的形核數(shù)日也是有一定限度的。
1、球化能力強,降低了保證石墨球化所需的殘余鎂量,可以處理亞晶品和過共晶成分,含硫較高及溫度稍低的鐵水,消除了干擾稀土鎂球化劑球化元素的有害作用,對于生產(chǎn)球墨鑄鐵管是一種廣泛適用的球化劑,適應(yīng)目前國內(nèi)的熔煉條件。
2、球化反應(yīng)動力學(xué)條件好,反應(yīng)又比較穩(wěn),用沖入法處理工藝性能較好。
3、使球鐵的鑄造性能顯著改善,比鎂球鐵提高流動性40%,降低稀土鎂球化劑氧化膜形成溫度約50℃,減少收縮前膨脹值0.3一0.4%,使縮松、夾渣、皮下氣孔、冷隔等鑄造缺陷減少。
4、出于稀土的凈化鐵水、彌散合金化作用,減少了鑄造缺陷,因而提高了球鐵的機械性能,與鎂球鐵相比,稀土鎂球墨鑄鐵的抗拉強度、延伸率和沖擊韌性一般要提高10%。
5、含釔的稀土鎂球化劑還具有一定的抗球化衰弱能力。