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1、讓我們共同學(xué)習(xí)、共同提升2012年10月6日培訓(xùn)內(nèi)容球墨鑄鐵件的生產(chǎn)典型缺陷和金相檢驗(yàn)主講人：王艷珍為什么要化驗(yàn)？化驗(yàn)分析是冶金工業(yè)的必要組成部分，它對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)及調(diào)整配料具有重要意義。例如在原料購(gòu)進(jìn)和熔煉過(guò)程中，提供正確數(shù)據(jù)，可以保證產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，節(jié)約材料，更快促進(jìn)鑄造生產(chǎn)的發(fā)展和鑄造技術(shù)水平的提高，并給鑄造技術(shù)工作者提供工作上的方便。鑄造學(xué)上的產(chǎn)品分類鑄鋼、灰鑄鐵、球磨鑄鐵、可鍛鑄鐵、耐磨鑄鐵、抗磨鑄鐵、冷硬鑄鐵、耐蝕鑄鐵、耐熱鑄鐵九大類，而現(xiàn)在鑄造車間生產(chǎn)以球磨鑄鐵為主，所有產(chǎn)品都含有碳、硅、錳、磷、硫五
2、大元素，但是標(biāo)準(zhǔn)不同，機(jī)械性能也不同，化學(xué)成分直接影響著機(jī)械性能。什么是球磨鑄鐵？球墨鑄鐵是指鐵液在凝固過(guò)程中碳以球型石墨析出的鑄鐵。與灰鑄鐵相比，其金相組織的最大不同是石墨形狀的改變，避免了灰鑄鐵中尖銳石墨的存在，使得石墨對(duì)金屬基體的切口作用大為減少，基本消除了片狀石墨引起的應(yīng)力集中現(xiàn)象，使得金屬基體的強(qiáng)度利用率達(dá)到70－90％，從而使金屬基體的性能得到很大程度的發(fā)揮。球墨鑄鐵的特性球墨鑄鐵可以像鋼一樣，通過(guò)熱處理和合金等措施來(lái)進(jìn)一步提高其使用性能。比如，處理過(guò)的球墨鑄鐵可以取得很好的韌性，延伸率高達(dá)24％；
3、抗拉強(qiáng)度可以高達(dá)1400MPa，基本接近鋼材，與鋼材相比，球墨鑄鐵還有很多優(yōu)點(diǎn)。比如鑄造性能好，成本相對(duì)較低。由于球墨鑄鐵產(chǎn)量的不斷增加，性能不斷開發(fā)，現(xiàn)已成功取代了鍛鋼和鑄鋼，成為前景廣闊的金屬結(jié)構(gòu)材料。球墨鑄鐵的金相與力學(xué)性能金相組織與力學(xué)性能的關(guān)系力學(xué)性能與金屬的金相組織密切相關(guān)，什么樣的金相結(jié)構(gòu)決定了什么樣的力學(xué)性能。球墨鑄鐵也不例外，只有石墨球化，才能發(fā)揮金屬基體的作用，使鑄鐵的力學(xué)性能大幅度提高。也只有石墨球化，進(jìn)一步改變基體的性能才更有意義。因此，對(duì)球墨鑄鐵的金相研究，是我們了解球墨鑄鐵，使用球墨
4、鑄鐵的前提條件。球狀石墨的形成球狀石墨的形成經(jīng)歷了形核與生長(zhǎng)兩個(gè)階段。其中的形核是石墨的首要過(guò)程，鐵液在熔煉及隨后的球化、孕育處理中產(chǎn)生大量的非金屬夾雜物，初生的夾雜物非常小，在隨后澆鑄、充型、凝固過(guò)程相互碰撞、聚合變大，上浮或下沉，成為石墨析出的核心。球狀石墨核心形成以后，碳原子開始在核心基底上堆砌，石墨最終生成的形狀決定受工藝條件影響的生長(zhǎng)方式。所以，石墨生長(zhǎng)過(guò)程的控制是獲得球狀石墨的關(guān)鍵。球墨鑄鐵孕育的目的球墨鑄鐵的孕育是指向鐵水中加入一定數(shù)量的球化劑和孕育劑，通過(guò)球化及孕育處理使鐵水在凝固時(shí)碳以球狀石墨
5、的形式形核和生長(zhǎng)。凝固后鑄鐵的組織中得到球狀石墨的鑄鐵。一般在澆注之前，在鐵液中加入少量球化劑（通常為鎂、稀土鎂合金或含鈰的稀土合金）和孕育劑（通常為硅鐵），使鐵水凝固后形成球狀石墨。球化處理和孕育處理是生產(chǎn)球墨鑄鐵的重要環(huán)節(jié)。球墨鑄鐵進(jìn)行孕育處理的目的是為消除球墨鑄鐵的白口化傾向、消除過(guò)冷石墨、促進(jìn)石墨化、細(xì)化共晶團(tuán)及減少晶間偏析等。球墨鑄鐵的孕育球化處理是球鐵生產(chǎn)的基礎(chǔ)，孕育處理是球鐵生產(chǎn)的關(guān)鍵，孕育效果決定了石墨球的直徑、石墨球數(shù)和石墨球的圓整度。為了保證孕育效果，孕育處理采用多級(jí)孕育處理。孕育處理越接近
6、澆注，孕育效果越好。從孕育到澆注需要一定的時(shí)間，該時(shí)間越長(zhǎng)，孕育衰退就越嚴(yán)重。球化衰退防止：球化衰退的原因一方面和Mg、RE元素由鐵液中逃逸減少有關(guān)，另一方面也和孕育作用不斷衰退有關(guān)，為了防止球化衰退，采取以下措施：A、鐵液中應(yīng)保持有足夠的球化元素含量；B、降低原鐵液的含硫量，并防止鐵液氧化；C、縮短鐵液經(jīng)球化處理后的停留時(shí)間；D、鐵液經(jīng)球化處理并扒渣后，為防止Mg、RE元素逃逸，可用覆蓋劑將鐵液表面覆蓋嚴(yán)，隔絕空氣以減少元素的逃逸。球化分級(jí)球化分級(jí)球化級(jí)別說(shuō)明球化率（％）1級(jí)石墨呈球狀，少量團(tuán)絮，允許極少量團(tuán)
7、絮狀≥952級(jí)石墨大部分呈球狀，余為團(tuán)狀和極少量團(tuán)絮狀90－953級(jí)石墨大部分呈團(tuán)狀，余為團(tuán)絮狀，允許有極少量蠕蟲狀80－904級(jí)石墨呈大部分絮狀或團(tuán)狀，余為球狀、少量蠕蟲狀70－805級(jí)石墨呈分散分布的蠕蟲狀、片狀及球狀、團(tuán)狀、團(tuán)絮狀60－706級(jí)石墨呈聚集分布的蠕蟲狀、片狀及球狀、團(tuán)狀、團(tuán)絮狀小于60%石墨大小球墨鑄鐵石墨球的大小對(duì)力學(xué)性能的影響很大，減小石墨球徑，增加石墨球在單位面積的個(gè)數(shù)可以明顯地提高球墨鑄鐵的強(qiáng)度、塑性和韌性。石墨球徑的減小，使單位面積上球墨鑄鐵數(shù)量增多，可使抗疲勞強(qiáng)度提高，因此，細(xì)化
8、石墨也是提高抗疲勞強(qiáng)度的一個(gè)要求。珠光體的粗細(xì)球墨鑄鐵的化驗(yàn)成分選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)成分是保證球墨鑄鐵獲得良好的金相組織和高性能的基本條件，化學(xué)成分的選擇既要利于石墨的球化和獲得滿意的基體，以期獲得滿意的性能，又要使球墨鑄鐵具有良好的鑄造性能。球墨鑄鐵的成分一般是指五個(gè)元素：碳、硅、錳、磷、硫化學(xué)成分——碳碳是球墨鑄鐵的基本元素，碳高有助于石墨化。由于石墨呈球狀后石墨對(duì)機(jī)械性能的影響已減小到
