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球墨铸铁的凝固特点及无冒口铸造
时间:2021-06-09 15:41 作者:泊头亚晟 点击:

 

由球墨铸铁的凝固特点认为球铁件易于出现缩孔缩松缺陷,因而其实现无冒口铸造较为困难。

  1.球墨铸铁的凝固特点

  在亚共晶灰铁中石墨在初生奥氏体的边缘开始析出后,石墨片的两侧处在奥氏体的包围下从奥氏体中吸收石墨而变厚,石墨片的先端在液体中吸收石墨而生长。

  在球墨铸铁中,由于石墨呈球状,石墨球析出后就开始向周围吸收石墨,周围的液体因为wC)量降低而变为固态的奥氏体并且将石墨球包围;由于石墨球处在奥氏体的包围中,从奥氏体中只能吸收的碳较为有限,而液体中的碳通过固体向石墨球扩散的速度很慢,被奥氏体包围又限制了它的长大;所以,即使球墨铸铁的碳当量比灰铸铁高很多,球铁的石墨化却比较困难,因而也就没有足够的石墨化膨胀来抵消凝固收缩;因此,球墨铸铁容易产生缩孔。

  低硅球墨铸铁容易产生白口的根本原因也在于球墨铸铁的凝固方式。由于球墨铸铁石墨化困难,没有足够的由石墨化产生的结晶潜热向铸型内释放而增大了过冷度,石墨来不及析出就形成了渗碳体。此外,球墨铸铁孕育衰退快,也是极易发生过冷的因素之一。

  2.球墨铸铁无冒口铸造的特点

  从球墨铸铁的凝固特点不难看出,球墨铸铁件要实现无冒口铸造的难度较大。

  1)碳当量(CE 在同等条件下,微小的石墨在铁液中容易溶解并且不容易生长;随着石墨长大,石墨的生长速度也变快,所以使铁液在共晶前就产生初生石墨对促进共晶凝固石墨化是非常有利的。

  2)硅(Si Si是石墨化元素,wSi)量高有利于石墨化膨胀,能够减少缩孔的发生。很少有人知道,Si是阻碍共晶凝固石墨化的。所以,不论从补缩的角度考虑,还是从防止碎块状石墨产生的角度考虑,只要能通过强化孕育等措施防止白口产生,都要尽可能地降低wSi)量。

  3)碳(C  在合理的CE值条件下,尽可能提高wC)量。事实证明球墨铸铁的wC)量控制在3.60%~3.70%,铸件具有最小的收缩率。

  4)硫(S S是阻碍石墨球化的主要元素,球化处理的主要目的就是脱S,但球墨铸铁孕育衰退快与wS)量太低有直接关系;所以,适当的wS)量是必要的。

  5)镁(Mg Mg也是阻碍石墨化的元素,所以在保证球化率能够达到90%以上的前提下,Mg应尽可能低。在原铁液wO)、wS)量不高的条件下,残留wMg)量能够控制在0.03%~0.04%是最理想的。

  6)其他元素  MnPCr等所有阻碍石墨化的元素越低越好。

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