3、石墨漂浮
3. 1 影響因素
(1)碳當(dāng)量:碳當(dāng)量過高,以致鐵液在高溫時就析出大量石墨。由于石墨的密度比鐵液小,在鎂蒸汽的帶動下,覆膜砂的原輔料配比,使石墨漂浮到鑄件上部。碳當(dāng)量越高,石墨漂浮現(xiàn)象越-。應(yīng)當(dāng)-,碳當(dāng)量太高是產(chǎn)生石墨漂浮的主要原因,但不是原因,鑄件大小、壁厚也是影響石墨漂浮的重要因素。
(2)硅:在碳當(dāng)量不變的條件下,適當(dāng)降低含硅量,有助于降低產(chǎn)生石墨漂浮的傾向。
(3)稀土:稀土含量過少時,碳在鐵液中的溶解度會降低,鐵液將析出大量石墨,加重石墨漂浮。
(4)球化溫度與孕育溫度:為了提高鎂及稀土元素的吸收率,國內(nèi)試驗(yàn)研究表明,球化處理時適當(dāng)?shù)蔫F液溫度是1380~1450℃。在此溫度區(qū)間,隨著溫度升高,型覆膜砂,鎂和稀土的吸收率增加。
(5)澆注溫度:一般情況下,澆注溫度越高,出現(xiàn)石墨漂浮的傾向越大,這是因?yàn)殍T件長時間處于液態(tài)有利于石墨的析出。a.p.druschitz與w.w.chaput研究發(fā)現(xiàn),若縮短凝固時間,隨著澆注溫度升高,石墨漂浮傾向降低。
3、產(chǎn)生反白口的原因
反白口的形成主要與球墨鑄鐵的化學(xué)成分、鐵液的孕育效果及鑄件冷卻條件等因素有關(guān)。
(1)化學(xué)元素發(fā)生區(qū)域偏析。通過對存在反白口缺陷的試樣進(jìn)行微區(qū)分析可知,很多碳化物穩(wěn)定元素,如鉻、錳、鉬、鎂和稀土等常富集在鑄件冷卻的中心部位,這是導(dǎo)致液體金屬容易發(fā)生過冷而產(chǎn)生反白口的
直接原因。
鉻、錳、鎂及稀土是促使碳化物形成的元素,尤其是錳、鎂和稀土元素的影響為-。錳在球墨鑄鐵中的作用有兩個方面:一是合金化,增加球墨鑄鐵的強(qiáng)度、硬度:二是中和硫的有害作用。由于球化劑中的鎂和稀土元素與硫的親和力大于錳,所以鐵液中的硫首先與鎂和稀土發(fā)生反應(yīng),以-物形式被除去,剩余的硫已經(jīng)很少了,只需少量的錳就可以實(shí)現(xiàn)合金化作用,這時錳阻礙石墨化的作用就凸現(xiàn)出來,同時,錳又是容易偏聚的元素,隨著鐵液的凝固,錳便富集于未凝固的金屬熔體中,因此在凝固的區(qū)域錳偏聚-。鎂在球墨鑄鐵中主要起球化作用,又因?yàn)槠浞悬c(diǎn)低,鎂在鐵液中融化、汽化,使得鐵液沸騰,哪里的覆膜砂-,達(dá)到攪拌鐵液的作用,可加速稀土元素與鐵液中雜質(zhì)元素的反應(yīng)并使其反應(yīng)生成物快速上浮,達(dá)到脫硫、去氣凈化鐵液的作用。
(2)在特定條件下,中心的冷卻速度大于表層的冷卻速度。同一鑄件的不同部位冷卻速度是不同的,并且同部位在不同階段的冷卻速度也是變化的。在鑄件冷卻過程的某個階段,心部的冷卻速度有時會大于周圍區(qū)域的冷 卻速度,當(dāng)心部的冷卻速度較大時,就有可能導(dǎo)致反白口。
(3)球化促進(jìn)反白口的產(chǎn)生。經(jīng)過孕育的鐵液,隨著停留時間的延長將出現(xiàn)球化,鐵液中的石墨將重新溶解,石墨球數(shù)量會減少,湖北覆膜砂,石墨化過程被抑制的趨勢加大,與此同時,白口化趨勢將得以促進(jìn)見圖3)。當(dāng)這種現(xiàn)象發(fā)生在鑄件的心部或鑄件凝固的熱節(jié)部位,球化將-,加之元素偏析造成的阻礙石墨化元素偏聚,便容易產(chǎn)生反白口。