球墨鑄鐵金相缺陷分析

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1、球墨鑄鐵金相缺陷分析楊周斌(陜西汽車集團冇限責(zé)任公司鑄造廠，蔡家坡722408)摘要：通過對球化不良、石墨漂浮和夾渣三種常見缺陷的宏、微觀特征的觀察，分析了形成缺陷的原因,提出的防止缺陷產(chǎn)生的措施，能有效地控制和減少廢品的產(chǎn)生，提高了鑄件合格率。關(guān)鍵詞：球化不良；石墨漂浮；夾渣；鑄造缺陷；宏觀特征；微觀特征1問題的提出在球鐵生產(chǎn)中,往往因處理工藝及原材料等原因，會使鑄件產(chǎn)生各種缺陷，從而影響鑄件的內(nèi)在質(zhì)量,降低鑄件的力學(xué)性能。筆者就多年來在球鐵金相分析中所觀察到的球化不良、石墨漂浮和夾渣三種缺陷作一分析，提出防止缺陷產(chǎn)生的辦法，以減少廢品，提高鑄件合格率。2球化不良(1

2、)宏觀特征球化不良表現(xiàn)在鑄件斷而上出現(xiàn)芝麻點的黑斑，愈接近鑄件屮心,黑色斑點愈密集,隨著球化不良的嚴(yán)重程度增加，黑點的直徑也隨Z增大，數(shù)量也在增加。(2)微觀持征金相觀察為集中分布的厚片狀石墨，極少量的球狀石墨，且球狀石墨特別圓，見圖1。在厚片狀石墨周圍出現(xiàn)鐵素體組織，這種組織使球鐵的力學(xué)性能急劇下降。圖1QT450-10球鐵球化不良的顯微組織100X(3)原因分析形成球化不良的主要原因是球化反應(yīng)時屮間合金數(shù)最不夠所造成①合金加入最少;②球化劑數(shù)量合適，但鐵水中含硫量高;③鐵水被氧化致使鎂量燒損而造成球化劑含量不足等原因。(4)生產(chǎn)中防止球化不良應(yīng)采取的措施①球化劑要有

3、足夠的加入量;②在球化處理時，應(yīng)盡量防止鎂的燒損，捉高球化劑吸收率;③嚴(yán)格控制原鐵水含硫暈，應(yīng)選用低硫個鐵;④鐵水溫度應(yīng)控制在工藝要求范圉內(nèi)，鐵水溫度過高會產(chǎn)生球化劑燒損過多，溫度過低介金易“結(jié)死”，均會產(chǎn)生球化不良。3石墨漂浮⑴宏觀特征石墨漂浮常出現(xiàn)于鑄件上表面、試塊邊緣及冒口底部，在斷口上表面出現(xiàn)一層界限明顯且平整的黑斑。(2)微觀特征其石墨聚集，呈開花狀和枝荔狀,有的完全爆裂,見圖2。這種組織嚴(yán)重削弱了球鐵的力學(xué)性能，使材料的強韌性指標(biāo)明顯下降。圖2QT450-10球鐵屮石墨漂浮區(qū)的開花狀石墨100X(3)原因分析產(chǎn)生石墨漂浮的主要原因為碳硅當(dāng)量過高(碳當(dāng)量＞4.

4、55%)。當(dāng)碳硅當(dāng)量超過共晶成分，因澆鑄溫度薛,鐵水在凝固前就析出石墨，若液態(tài)停留一段時間，此時石墨長人并聚集，由于石墨的密度遠比鐵水輕，聚集石墨易上浮，冇時夾雜物也被帶到鑄件的上表而，從而在鑄件上表面產(chǎn)生石眾漂浮;在同等條件下(碳當(dāng)量相同)，鑄件愈大,澆鑄溫度愈高，冷卻速度越慢，則鐵水在鑄型內(nèi)保持爲(wèi)溫液態(tài)時間長,石墨有足夠的上浮時間，因而石墨漂浮愈嚴(yán)重。(4)防止石墨漂浮應(yīng)采取的措施①嚴(yán)格控制碳硅當(dāng)量，碳不應(yīng)超過4%,硅不應(yīng)超過3%,厚大鑄件的碳硅量應(yīng)更低;②提高冷卻速度，在壁厚處放置冷鐵等;③加入少量強烈阻止石墨化的元索，如加入鉗可防止石堪漂浮;④嚴(yán)格控制稀土元素殘

5、留暈。4夾渣(1)宏觀特征夾渣分布于鑄件上表面及鑄件的死角處，夾渣在斷面上呈斷續(xù)的暗照色區(qū)域或斑點，無金屬光澤。⑵微觀特征有硫化物(MgS,FeS)及氧化物(MgO,Si02,FeO,Al203),在夾渣區(qū)除有球狀石墨外,還冇類片狀石墨，見圖3。夾渣的出現(xiàn)大大的降低了球鐵的力學(xué)性能，特別是伸長率及沖擊韌性下降更明顯。圖3QT450-10球鐵屮的夾渣100X(3)原因分析鐵水中硫含量和殘余鎂量過高，加之澆鑄溫度過低，形成了夾渣缺陷。(4)防止產(chǎn)生夾渣的措施可采用降低鐵水中硫含量(硫含量應(yīng)控制在0.03%?0.04%)及殘留鎂量W0.05%;控制足夠的稀土?xí)?、提高澆鑄溫度(

6、$1300°C),使熔渣易于上浮，減少夾渣;球化處理后須多次扒渣,以免非金屬夾渣物留在飲水中造成夾渣。此外，在澆鑄時，減少鐵液在空氣中停留的時間，以免飲液流在澆鑄時產(chǎn)生氧化而生成二次渣的機會。5結(jié)論對上述生產(chǎn)中出現(xiàn)的球化不良、石墨漂浮和夾渣三種球鐵金相缺陷，通過采取相應(yīng)地措施，控制各種缺陷的產(chǎn)生，減少廢品，捉高了鑄件的內(nèi)在質(zhì)量。