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灰铸铁和球墨铸铁凝固过程中的问题有哪些你了解吗?

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灰铸铁和球墨铸铁凝固过程中的问题有哪些你了解吗?

发布日期:2018-08-26 作者: 点击:

灰铸铁和球墨铸铁凝固过程中的问题有哪些你了解吗?

铸铁件的最终性能,主要决定于其在凝固过程中形成的组织,例如:灰铸铁的热性能就受其组织中石墨的形态、尺寸和数量的影响,力学性能则取决于初生奥氏体枝晶的数量、石墨的形态和共晶团的尺寸;球墨铸铁的力学性能则取决于石墨球的数量、形态,以及基体组织的特点。

在实际生产条件下,还有很多影响铸铁凝固过程的因素,如:铸铁中含有多种合金元素,不是单纯的Fe-C合金;铸件的冷却速率一般都比较高,与平衡状态差别很大;铁液中含有大量微细的非金属夹杂物,凝固过程中结晶、生核的条件复杂。为了确保铸件的质量,最好是经常研究由热分析得到冷却曲线,从而掌握本单位具体条件下铁液的实际凝固特性。

铸铁析出初生石墨时,亚共晶铸铁共晶转变时,都是先析出石墨,然后以石墨为核心析出奥氏体。为了更好地控制铸铁的组织,使铁液中含有大量与石墨晶格匹配度好的晶核是至关重要的。

碳在铁液中的溶解度很高,很难控制铁液中残留石墨微粒的数量和尺寸,因而也就难以控制铸铁的组织和冶金质量。

熔炼灰铸铁时,如果铁液中残留的微粒石墨的尺寸稍大一些,非常有利于石墨以其为依托而析出,就会导致组织中出现粗大的‘C型石墨’。感应电炉熔炼灰铸铁时,由于没有冲天炉中那样的高温过热带,粒度较大的石墨就不易完全溶入铁液,就易于导致组织中出现‘C型石墨’,例如,炉料中配用大量生铁锭块(超过15%),往往就出现这种情况。

为了进一步提高冶金质量,无论灰铸铁或球墨铸铁,预处理工艺的应用都日益增多,所用的预处理剂一般是碳化硅,也可以是晶态石墨。关于晶态石墨作用的机制,尚有待进一步的探讨。

出于力学性能方面的考虑,灰铸铁一般都是亚共晶成分,凝固组织中当然会有初生奥氏体枝晶。在要求铸铁具有特殊性能的情况下(如要求热导率高、减震性能好等),接近共晶、过共晶成分的灰铸铁也有应用,但需求量很少。

对球墨铸铁,初生奥氏体枝晶的数量和枝晶间距,对石墨球的形态、尺寸和分布状况都有重要的影响。例如:枝晶间距大,枝晶间就可以有较大的石墨球;枝晶间距小,就只能产生小石墨球,因为一部分石墨球是在枝晶间的铁液中析出的。因此,为了更好地控制球墨铸铁的质量,控制初生奥氏体的数量和形态也是很有必要的。

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