大断面球铁碎块状石墨形成原因浅析及若干防止措施

本文从球墨铸铁石墨－－奥氏体共晶团形成及长大过程中的应力出发,分析了大断面球铁热节处非球形石墨－－碎块状石墨的形成原因及若干影响因素,提出了防止措施。     

ASK开发了防止厚断面球铁件中碎块状石墨的金属插块

问：碎块状石墨一直是我们大断面球墨铸铁件的问题。我们常常在铸件最后凝固区域看见这种缺陷。在冒口去除以后,我们时常在铸件冒口截面上看到不同颜色,进一步研究往往发现这些区域的微观组织中是碎块状石墨。有时,我们在加工时或者在超声检测时发现碎块状石墨。曾有建议试一试加入少量的锑以消除碎块状石墨。关于使用锑你们有什么想法？     

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。     

孕育处理对大断面球铁件力学性能和石墨形态的影响

基于金相组织、力学性能、拉伸断口特征、石墨结晶核心及变异石墨形态分析,研究了孕育处理对大断面QT600－3球铁件力学性能和石墨形态的影响。结果表明,电炉熔炼工艺生产大断面球铁件时,采用随流瞬时孕育,孕育衰退作用减慢,抗拉强度和伸长率提高;YFY－1A作瞬时孕育剂,石墨形态良好,石墨球大小稳定;SPI作瞬时孕育剂,导致石墨形态发生变异。     

影响大断面球铁件石墨形态的因素

综述国内外有关大断面球铁件石墨形态及其影响因素的有关报道。介绍了,化学成分、工艺过程、凝固过程等。推荐了用于生产的碳当量ＣＥ＝４２～４３,２０％～２２％Ｓｉ,００４％～００５％Ｍｇ残Ｓ＜００２８％,浇注温度＝１３５０～１３６０℃,孕育总量为０２％～０３％Ｓｉ。     

厚大断面球墨铸铁碎块状石墨的现场试验研究

为解决厚大断面球墨铸铁中心部位石墨衰退和碎块状石墨缺陷问题,采用250 mm×250 mm×260 mm试块,分别使用3种球化剂进行了现场试验,最后指出:(1)防止厚大断面球墨铸铁件石墨衰退和碎块块状石墨的形成,可将化学成分控制在:w(C)3.4％～3.7％,w(Si)2.0％～2.3％,w(Mn)<0.35％,w(S...     

影响大断面球铁件石墨开态的因素

综述了内外有关大断面球铁件石墨形态及其影响因素的有关报道。介绍了,化学成分、工艺过程、凝固过程等。推荐了用于生产的碳当量ＣＥ＝４．２－４．３,２．０％－２．２％Ｓｉ,０．０４％－０．０５％Ｍｇ残Ｓ〈０．０２８％,少注温度＝１３５０－１３６０℃,孕育总量为０．２％－０．３％Ｓｉ。     

耐热球铁中碎块状石墨的产生机理及防止措施

结合生产实践中铁液过冷度对石墨形核的影响,研究了耐热球铁中的碎块状石墨产生机理。结果表明,耐热球铁中热节部位极易出现碎块状石墨,而导致这种碎块状石墨出现的主要原因为铁液凝固过程中具有较高的局部成分过冷。提高铁液活性、控制CE及微量元素成分、选取合适的孕育剂和孕育方式、提高局部冷却速度、减少铸件热节等工艺方案可以有效防止耐热球铁中的碎块状石墨产生问题。     

大断面铸态铁素体球铁的组织控制

试验研究了影响大断面铸态铁素体球铁组织的若干因素。结果表明，即使使用纯度不高的生铁，若控制Si的含量及应用微量元素Sb能完全消除大断面球铁中的碎块状石墨；在超厚壁500mm长方体中心获得完全球化的石墨；抗拉强度大于200MPa，延伸率大于9％，性能已达到原西德Castor标准。     

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。     

铸态厚大断面QT700-3铸件的生产实践

为解决铸态QT700-3球铁滑枕出现异常石墨和球化衰退与孕育衰退等问题,将铁液化学成分调整为:w(C)3.4%～3.6%,w(Si)1.9%～2.0%,w(Mn)0.2%～0.4%,w(S)0.015%～0.025%,w(Cu)0.5%～0.8%,低量的P,以及微量的Ba、Bi、Sb等。采用重REMg球化剂进行倒包冲入法球化处理,球化剂的加入量为1.4%～1.6%;选用含Ba、Sb、Bi的多元复合孕育剂进行多次孕育处理。生产结果表明:铸态QT700-3滑枕的金相组织、力学性能完全达到国家规定的要求。     

厚大球墨铸铁件的生产技术

介绍了生产厚大球铁件的原材料和化学成分选择原则;认为采用合适的孕育剂和球化剂,进行多频次、大孕育量孕育是确保厚大球铁件质量的重要手段;为稳定生产高质量厚大球铁件,特别推荐应用预处理技术和热分析技术,并介绍了预处理提高铁液抗衰退能力和热分析量化铁液冶金质量的原理。     

薄壁灰铸铁件中的蠕虫状石墨

研究３ｍｍ的薄壁灰铸件的石墨形态，特别是蠕虫状石墨的形态。这种蠕墨呈单片或空间相互联结的多个蠕墨片；尺寸非常细小，其长度和厚度为蠕墨铸铁件中的蠕墨的１／３－１／１０。     

孕育处理对厚大断面球铁组织和性能的影响

为研究孕育处理对铸件组织和性能的影响情况,采用不同孕育处理方式制备厚大断面球墨铸铁试样.结果表明,多次孕育处理有助于改善厚大断面球墨铸铁的石墨形态、提高铸件力学性能.     

球墨铸铁碎块状石墨形成及改善措施

介绍了球墨铸铁碎块状石墨的出现严重影响铸件的力学性能,碎块状石墨的形态和形成原因。通过采取快速冷却、降低球化后残余稀土含量、使用含锑或含铋孕育剂、控制高纯炉料的加入量和铁液成分的措施,可有效防止碎块状石墨的产生,保证球墨铸铁件的石墨形态。     

厚大断面球铁件的研制

介绍了在生产高品质厚大断面球铁件过程中,通过强制冷却缩短铸件凝固时间,控制铁液杂质,应用脱硫、复合球化处理及多次孕育处理延缓球化孕育的衰退,从而获得健全铸件的工艺过程。     

厚大断面铸铁件的生产实践

飞轮、床身、平板、门框、支承器等壁厚100～400 mm、重500～6 000 kg,属厚实、大断面铸铁件,生产中易出现缩孔、缩凹、组织粗大、(球铁件)球化与孕育衰退等铸造缺陷.如何保证内部组织致密是确保铸件品质的关键.在生产中,有效利用铸铁的石墨化膨胀能力以实现自补缩和浇注系统的补缩作用[1],通过控制铸件的化学成分、炉料组成,合理设计浇注系统,长时间补浇,成功实现了厚大断面铸铁件的小冒口或无冒口铸造.     

防止大断面球铁石墨畸变的工艺措施

采用大断面球铁模拟方法，试验和分析了球化剂，悬浮浇注和微量元素对大断面球铁石墨组织的影响。试验结果表明：运用混合球化剂，悬浮浇注工艺和加入微量元素Sn,Sb，可以防止组织中的石墨畸变，细化石墨球和提高球化级别。