DISTRIBUTION OF NODULARIZING ELEMENTS IN R. E. TREATED SPHEROIDAL GRAPHITE CAST IRONS

用自射线照相、电子探针及离子探针等方法研究了铈球铁、轻稀土-镁球铁、钇基重稀土球铁、钇基重稀土-镁球铁中铈、钇、镁、钙等球化元素以及硫的分布。自射线照相所获得的乳胶干板各处的黑度分布近似地反映了石墨与基体中放射性物质的重量百分浓度。在金相显微镜和扫描电子显微镜观察中均发现,有的球墨有核心。电子探针的探测结果说明:在铈球铁中,有的球墨的核心为硫化铈;在用铈、钙稀土合金处理的球铁中,有的球墨的核心有硫化铈和硫化钙;在轻稀土-镁球铁中,有的球墨的核心有铈、镁、硅的化合物。 球化元素铈、镁、钇、钙等和反球化元素硫在球墨中的分布是多样的;这些元素的化合物可能构成某些球墨的结晶核心;有的球墨边缘或周围有铈、钇、镁、钙的富集;有的球墨中铈为均匀分布,钇为不规则分布;在相当多的球墨中,没有铈、钇等球化元素的富集。根据球化元素的多种分布形态,认为球墨的成因,也不限于一种。球化剂的主要作用可能是它能去除硫、氧等杂质,改变了馆体的表面张力和熔体-石墨间的界面张力,从而有利于球墨的形成。 对双层球墨的成因进行了初步分析。     

Y和Sb对厚大断面球墨铸铁石墨形态的影响

通过采用重稀土钇基稀土镁球化剂处理铁液,浇注厚大断面球铁试块,研究了重稀土Y和微量Sb对厚大断面球铁的石墨形态的影响,分析了石墨结晶的核心,并探讨了石墨畸变的原因。试验结果表明,重稀土Y在铁液中形成高熔点氧化物,残存时间长,作为石墨核心,有利于提高抗衰退性能;Sb具有细化石墨球、增加石墨球数、提高石墨圆整度的作用;在厚大断面球铁中,晶界上Ti的偏析和球化元素Mg或稀土等氧化形成的氧化夹杂,破坏了奥氏体壳的稳定性,造成石墨畸变。     

稀土镁球墨铸铁的共格球化

本文对稀土镁球墨铸铁中石墨球化的机构进行了研究.电子探针分析表明,石墨球中心存在Ce、Mg、S;氧则均匀分布在铸铁表面而不集中在球墨中心,X射线衍射分析证实球墨是以CeS和MgS为核心.计算结果表明CeS或MgS中的Ce或Mg在垂直体心对角线[111],[11(?)],……八个方向呈六方形网状结构.若与石墨的六方网重叠吋,就会有一部分Ce或Mg原子的位置和石墨的碳原子重叠,即共格.由于Ce,Mg与碳电负性差△X较大,则碳原子易被Mg或Ce原子吸引形成石墨六方网状结构堆积在Ce或Mg的六方网上,并沿上述八个方向伸展开去结晶成石墨球.     

硫在铸铁高温各相中的分布

采用液淬法配合自射线照相研究了反球化元素硫在铸铁凝固过程各高温相中的分布。结果表明:灰铸铁中,硫在液相及片墨中的浓度较高,在奥氏体中最低,在D型石墨共晶团的周边有富集。在球铁中,球墨中硫的浓度相对较高,液相及奥氏体中则较低。粗片墨(A型)中硫的浓度比细片墨(D型)中的高,共晶奥氏体中硫的浓度高于先共晶枝晶奥氏体。 自射线照相中乳胶的感光代表放射性物质的原子百分浓度。     

钇基重稀土镁球化剂的应用研究

研究了钇基重稀土镁球化剂的组成，试验了钇基重稀土镁复合球化剂对抗球化衰退、抗石墨球畸变的作用。工厂试验结果表明，钇基重稀土镁球化剂具有脱硫、球化、抗球化衰退、抗石墨畸变能力强，细化基体组织、白口倾向小及提高厚大断面球铁本体力学性能的作用。     

稀土球化剂如何正确用于球墨铸铁的生产

稀土变质剂在球墨铸铁中能起到促进石墨成球状、改良石墨形状、降低残余镁量、脱氧脱硫、消除干扰元素和减少夹杂的作用.稀土中铈与硫结合能促进基体石墨核心的形成,增加石墨球数.但是在生产中如何利用稀土球化剂来保证球墨铸铁的质量仍是非常重要的问题.     

对溶解态硫反球化作用的探讨

溶解态硫对铸铁特别是球墨铁铁的结晶凝固过程影响较大。采用一种新的幻铁中港解态氏的检测方法“氢还原－极谱法”，对在不同球化处理方式下，球墨幻铁中溶解态硫与球化率及溶解态硫与球化元素残余王的关系进行了研究。结果表明：溶解态硫的主要反球化作用是消耗铁水中的Ｍｇ、ＲＥ等球化元素。     

稀土镁球铁中的灰斑缺陷及其消除方法

在稀土镁球墨铸铁生产中,灰斑是以珠光体为基体的稀土镁球铁中常见的缺陷之一。虽然灰斑的形成原因各不相同,但就其实质而言,是石墨聚集,其周围的铁索体连成片。这些部位比珠光体的颜色为暗,看起来像灰斑。我厂生产的柴油机球铁铸件为珠光体基体的,在近二十年的生产过程中,发现灰斑缺陷大致可分为链状石墨灰斑、高稀土灰斑和豆粒状灰斑三大类。     

球置形成机理的热力学和动力学分析

在对现有的球墨形成长大观点即石墨球化的各种学说进行分析的基础上,从热力学因素－石墨与铁液间的界面能,与动力学因素－石默默周围铁液中球化元素、杂质元素（S,P等）和C、Si等元素的分布及C、Fe元素牟扩散速度等两大方面讨论分析了球墨形成机理各种学说。     

微量元素锑对不同断面球铁的影响

通过在稀土镁球铁中加入微量元素锑,能有效地获得铸态珠光体球铁,较明显的提高了材料的综合机械性能。同时在不同断面的球铁中,对于稳定珠光体,提高石墨球化等级也起到有益的作用。     

铋对稀土镁球铁金相组织和机械性能的影响

采用75%Si－Fe加Bi复合孕育稀土镁球铁与采用75%Si－Fe孕育对比,在实验室条件下,较广泛地研究了铋对壁厚5—90毫米的铸态稀土镁球铁金相组织和机械性能的影响。试验结果及检测分析表明,微量Bi加入铁水中后,增加了球铁单位面积上的石墨球数,改善了石墨球的圆整度、尺寸和分布均匀性;同时,提高了球铁基体中的铁素体含量;还在保证球铁强度不变的条件下,明显提高了球铁塑性。     

稀土镍铜奥氏体球铁的研究

研究中发现，与国外有关铈对奥氏体铸铁球化有害的论断不同，单用铈混合稀土也能制取球铁，但白口倾向大、石墨球形差。还发现，用稀土处理奥氏体铸铁，不导致游离铜相出现。在此基础上，通过研制复合球化剂、调整铁水成分、净化铁水、加强孕育等措施，改善了稀土球铁的石墨形态、克服了白口倾向，研制出稀土镍铜奥氏体球铁。该球铁力学性能与ＩＳＯＳ－ＮｉＣｒ２０２相同，耐海水腐蚀性更好，且生产成本较低。     

大断面球墨铸铁球化剂的研究

作者采用模拟试验结合生产验证的方法,研制了大断面球铁专用团块球化剂,并使之达到商品化的程度.作者就镁、稀土、锑和钡等元素,对大断面球铁的石墨形态、机械性能和基体组织等的影响,进行了较系统的研究.结果表明:在使用工业炉料的情况下,用以镁为主要球化元素、加入钇基重稀土或再加入一些微量元素(锑、钡)的团块球化剂处理大断面球铁,能消除碎块形石墨.在φ270×400mm试块上取样,铸态性能达到QT42—10牌号.这种团块球化剂的主要成分为:Mg5~10%,YRE0.5~7%,Ba 0~1.7%,Ca 0~2%,Si<4.0%,余量为铁.     

大断面球铁件电炉熔炼工艺及石墨畸变机理研究

探讨了大断面QT600-3球铁件电炉熔炼生产工艺的技术要点,检测了试生产条件下球铁单铸试块与本体试块的化学成分、金相组织与力学性能,基于石墨结晶核心和石墨形态的分析,探讨了石墨畸变机理。生产试验结果表明:炉外增Si预处理增加铁液成核,轻、重稀土混合使用作为球化剂,侧重后期孕育,适当降低浇注温度,合理使用Cu元素,是电炉熔炼工艺生产大断面球铁件的重要环节;采用电炉熔炼工艺生产大断面球铁件,球化等级与化学成分稳定控制有关,抗拉强度、伸长率等力学性能与化学成分、基体组织有关;Y在铁液中形成高熔点Y2O3作为石墨析出的核心,可获得良好石墨形态;大断面球铁件中,Ti、Cu元素的偏析和球化元素Mg或稀土(Y、La、Ce)的氧化,破坏了奥氏体壳的稳定性,是造成石墨畸变的主要原因。     

稀土镁球墨可锻铸铁的固态石墨化核心浅析

研究了稀土元素和镁的残留量对球墨可锻铸铁退火石墨数的影响,试验证明,稀土和镁的硫化物可以作为球墨可锻铸铁的固态石墨化核心.     

钇基重稀土镁球化包芯线的应用

详细介绍了喂线处理工艺和包芯线的规格,采用钇基重稀土镁球化包芯线生产汽车加重桥壳球铁铸件和风电铸件,试验结果表明：（1）钇基重稀土高镁球化包芯线应用于大断面球墨铸铁件生产,具有较强的抗球化衰退能力,能保证材料的质量要求;（2）喂线法球化处理工艺是保证球铁材料质量、改善作业环境的良好工艺。     

稀土镁球墨铸铁的起源及其早期发展--纪念稀土镁球墨铸铁投产40周年

上世纪60年代初，为了充分开发和应用我国丰富的稀土资源，包钢、锡柴、上海内研所和一机部系统的一些生产和科研单位曾各自或协同进行稀土球墨铸铁试验研究。结果发现稀土的球化作用较弱，稀土球铁的球化率不如镁球铁，但夹渣、缩松明显少于镁球铁。这种结果引起了用稀土和镁进行球化处理的设想，导致了稀土镁球铁的诞生，解决了当时国内球铁生产由于原材料和技术两方面原因引起的质量问题，对我国球墨铸铁的发展起了重要作用。研究表明，与镁球铁曲轴相比，稀土镁球铁曲轴的夹渣、缩松缺陷大幅度减少，疲劳性能和耐磨性能也明显提高，因而很快在全国范围内推广。在这之后，锡柴又试验成功稀土镁硅铁合金球化剂冲入球化处理法，取代比较不安全而且温降较大的压力包处理法，并将稀土镁球铁用于柴油机连杆、大断面曲轴以及重量达20t的16V300型气缸体，此外，1965年还研制成功等温淬火稀土镁球铁凸轮轴并投入大批量生产。稀土能中和微量元素及铁液中某些气体的反球化作用，而稀土使球墨畸变的作用也需要微量元素中和。稀土镁球铁发生石墨漂浮的临界碳当量是4．55％，与镁球铁基本相同。稀土在球铁中的应用要注意用量恰当，才能达到“扬长避短”，充分发挥其有利作用和免除其不利影响。     

钇基重稀土球铁抗球化衰退性能试验

大断面球铁铸件冷却速度缓慢,使热心部位常出现石墨畸变和共晶团粗大,使其机械性能显著下降,不符合生产上的要求。一般认为重稀土熔点高,作为球化剂时,球化作用衰退慢,能改善大断面球铁铸件石墨畸变。为此对钇基重稀土处理铸铁进行了抗球化衰退试验。     

低稀土镁钡钙合金生产高韧性铸态铁素体球铁

我厂生产的装载机和汽车等高韧性铸态铁素体球铁件牌号为Q T420-10,是利用稀土镁球化剂加硅钙与硅铁二次孕育达到性能指标的。由于球化后铁水残余稀土量比残余镁量高,致使石墨球形较差,影响机械性能和球化级别。 1991年以来,我们使用低稀土镁钡钙合     

合金球铁中石墨球的透射电镜研究

用透射电镜(TEM)研究了合金球铁中有墨球的显微结构, 其中包括表面形貌,晶体学关系,内部缺陷等,并讨论了球墨的生长方式。结果表明,石墨球通常有一生长核心,核心部分多半是片状单晶。依此核心,石墨球沿C轴向外放射生长。确定了三种V字形组织。此外,石墨球中存在大量的层错,层错垂直于C轴。石墨球表面被基面覆盖。