微量元素偏析对厚大断面球铁石墨形态的影响.pdf免费

“第2届中国铸铁产业沙龙一铸铁件质量与低碳经济”论文集／成份、组织、性能与控制方法 微量元素偏析对厚大断面球铁石墨形态的影响 蔡启舟1，王敬华-，张斗-，匮圜-，尤明2，姚俊邦2，温广敏2 (1．华中科技大学。湖北武汉430074；2．中信重型机械股份有限公司铸锻厂，河南洛阳471039) 摘要：分析了厚大断面球铁石墨畸变的形成原因及影响因素。并浇注400toni×400minx450mm的试块。研究微量元素的偏析 对石墨形态的影响。结果表明，开花状石墨的中心部存在Mg、舢、La、Ca、s等元素的富集，这些元素的富集破坏了石墨生长的稳 定性；而晶界上V、Ti的偏析和球化元素Mg或RE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。但在铁液 中添加微量的sb．凝固过程中Sb偏析于石墨一奥氏体界面上，有效地抑制或减缓了碳向石墨球的扩散，限制了石墨球的生长， 抑制了石墨球的畸变。 关键词：厚大断面球铁；微量元素；偏析；石墨形态 大断面球铁因其力学性能优良。且成形性能 CE值，但这个临界值不是固定的。它还与铸件厚度 好，成本较低，在国内外获得大量应用，用来制造大 和浇注温度有关。石墨漂浮带的深度随CE增加，尤 型重要零件，特别是用来替代大型铸钢件具有较大 其是w(C)量的增加、铸件壁厚的增加和浇注温度的 的优势，从而成为球铁发展的重要方向之一【-_习。但 升高而增加。 是。这类铸件在铸造时由于凝固时间长，球化衰退 1．2开花状石墨 快，易产生石墨畸变和元素偏析等问题。严重削弱 开花状石墨是一种过球化的石墨形态，在光学 了球墨铸铁的力学性能，其强度、硬度、伸长率和冲 显微镜下，石墨为花瓣状。在电镜下观察，开花状石 击韧度都明显降低∞。而大断面球铁在凝固过程 墨由放射状轴心对称的石墨锥体组成，锥体的包络 中，元素的偏析对石墨形态存在明显的影响帅，为 面为球形。开花状石墨的形成原因是由于lO001]方 此，笔者在分析厚大断面球铁石墨畸变的形成原因 向生长的速度与沿[10iO]方向生长的速度的比值比 及影响因素的基础上，浇注400ram×400minx450 球状石墨大，球状石墨的角锥体之间紧密接合，组 nlnl的厚大断面球铁试块，研究微量元素的偏析对成一个致密球体，而开花状石墨的角锥体之间沿径 石墨畸变的影响情况。 向距离越来越犬Iq。 1 大断面球铁中的石墨畸变 量之和6．8％，或孕育强度过大时，容易产生开花状 石墨漂浮、开花状石墨以及碎块状石墨等是大 石墨。为防止开花状石墨缺陷产生，首先要合理控 断面球铁中常见的石墨畸变形式，它们既与球铁的 制彬(C)及CE，其次是控制球化剂中的w(RE)量， 成分、球化孕育处理有关。又与铸件结构及工艺条 当较难降低而又必须使用时，可以加入少量反球化 件有关，下面分别对这3种石墨畸变的形成及影响 因素进行分析。 O．02％，用来中和Ce的有害作用，使铁液过冷、共晶 1．1石墨漂浮 温度降低，细化共晶团和石墨，也能防止石墨开花， 石墨漂浮是指在铸件的上表面，浇道或热节部 并能减缓球化衰退181。 位的上部有大量的石墨球聚集。宏观观察与夹渣相 1．3碎块状石墨 类似，断而与金属断口黑白分明有清晰可见的分 在光学显微镜下观察，碎块状石墨是彼此孤立 界，在显微镜下观察，该区石墨数量比一般断面多 的，并且伴随着有圆整的球状石墨。方克明lnl-采用深 3。7倍，石墨形貌多种多样，体积也较大【嘲。 腐蚀后观察发现，光学显微镜下所看到的碎块状石 CE过高是产生石墨漂浮的主要原因。王丽萍 墨实际上是连成一体的，其轮廓呈球形．而且尺寸 等191的研究结果表明，石墨漂浮的出现有一个临界 很大，是由于石墨晶体沿f000l