稀土元素殘留量對石墨球化有明顯的影響。輕稀土處理過共晶鐵水,當(dāng)殘留鈰含量0.04%時,石墨就可以球化,而且很穩(wěn)定;處理亞共晶鐵水時,輕稀土加入量要增加。輕稀土處理得球鐵,石墨圓整度比鎂處理得球鐵要差,并出現(xiàn)碎塊狀石墨;另外輕稀土處理得球鐵白口傾向大,因此需要控制其加入量。重稀土釔本身熔點(diǎn)高,其脫氧除硫產(chǎn)生的氧化物、硫化物在高溫下比較穩(wěn)定,因此其抗球化衰退能力很強(qiáng)。1400度的鐵水保溫1小時,球化率降低不超過10%,含硫0.06%的鐵水,用釔基重稀土合金處理后,能得到完整的球狀石墨。鐵水中殘留釔0.10—0.15%,石墨球化良好;低于此限度,隨釔量減少一次出現(xiàn)不規(guī)則石墨和蠕蟲狀石墨;殘留釔超過0.15而低于0.30%時,白口傾向逐漸增大,石墨圓整度變差,并在更高殘留量時出現(xiàn)YTe4。
Ca:鈣在鐵水中的溶解度很低,它對金相組織的影響是通過與氧和硫的結(jié)合而間接實(shí)現(xiàn)的。與鎂相比,鈣與硫、氧的親和力更強(qiáng),能夠有效的脫硫除氧。鈣殘留量很低時,石墨分枝傾向增加,殘留量較多時,可是使石墨尺寸減小,分枝傾向降低。鈣殘留量達(dá)到0.2%時,白口傾向明顯加大。
1、1、2反球化元素(球化干擾元素)的作用
該類元素主要是指破壞和阻礙使石墨球化的元素,按其作用機(jī)理大概可以分三類:
一是消耗型反球化元素,如硫、氧、硒、碲等,它們與鎂、稀土元素生成化合物,通過消耗球化元素來阻止球狀石墨的形成。
二是境界偏析的球化干擾元素,包括錫、銻、砷、銅、硼、鈦、鋁等,這些元素富集到晶界,促使碳在共晶后期結(jié)晶時,形成畸形的枝晶狀石墨,如果這些元素含量較高,也可在共晶中期促成石墨畸變,形成團(tuán)狀或厚片狀石墨。
三是一些中間球化干擾元素,如鋁、鉍,它們在含量較低時主演通過偏析作用促成石墨畸變,含量較高時也能消耗球化元素。
另外,反球化元素對球鐵基體也有不同的影響。Te\B強(qiáng)烈促進(jìn)白口的形成,As\Sn\Sb\Pb\Bi穩(wěn)定珠光體,Al\Zr促進(jìn)鐵素體形成,Se無影響。
1、2球化元素的配置和球化劑的種類
鎂、稀土和鈣,是目前公認(rèn)的有促進(jìn)石墨球化的能力,但如何結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際來制備和使用,既保證球化劑的球化能力,又要在生產(chǎn)中容易制取,原料經(jīng)濟(jì),使用方便,便成為配制和使用球化劑的的原則。
1、2、1球化元素的配置
——成分配制原則和特點(diǎn):要有強(qiáng)烈的球化能力,著顯然要以鎂為主,鎂的沸點(diǎn)低,加入鐵水中可以使鐵水劇烈翻騰,反應(yīng)上下均勻;配成合金后增加比重,使其在鐵水中不易上浮,可以減少鎂的氧化和燒損。
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