锶硅孕育剂在高碳当量灰铸铁中的应用

复合孕育处理在提高缸体用灰铸铁加工性能方面的应用刘伟明;任凤章;李锋军;刘平;田保红【期刊名称】《铸造》【年(卷),期】2006(055)011【摘要】重点研究了几种单一孕育剂以及它们的复合作孕育剂对缸体用灰铸铁力学性能、壁厚敏感性和加工性能的影响.试验结果表明,在复合孕育处理的灰铸铁件中,选择40%稀土孕育剂+60%75硅铁孕育剂复合孕育处理的灰铸铁件抗拉强度可稳定在295 MPa左右,且硬度合适并具有良好的品质系数.用20%75硅铁孕育剂+80%锶孕育剂复合孕育处理的缸体用灰铸铁件断面敏感性可降低到17HB.20%75硅铁孕育剂+80%锶孕育剂复合孕育处理的缸体用灰铸铁件具有最小刀具磨损量、显微硬度差.并且发现灰铸铁件基体的显微硬度差的变化与灰铸铁件的刀具磨损量变化有较好的吻合性,这说明灰铸铁件的组织均匀性对灰铸铁件的加工性能产生很大影响.【总页数】5页(P1140-1144)【作者】刘伟明;任凤章;李锋军;刘平;田保红【作者单位】河南科技大学材料科学与工程学院,河南,洛阳,471003;河南科技大学材料科学与工程学院,河南,洛阳,471003;清华大学机械学院,北京,100084;中国一拖集团有限公司铸锻公司,河南,洛阳,471004;河南科技大学材料科学与工程学院,河南,洛阳,471003;河南科技大学材料科学与工程学院,河南,洛阳,471003【正文语种】中文【中图分类】TG2【相关文献】1.调整Si／C和（Si—Mn）差值用复合孕育处理方法提高灰铸铁强度 [J], 傅明喜2.发动机缸体用高强度灰铸铁切削加工性能研究 [J], 王宇飞;任凤章;黄胜操3.几种孕育剂对缸体用灰铸铁加工性能的影响 [J], 王奎;任凤章;王顺兴;李锋军;程俊伟4.不同孕育剂对缸体用灰铸铁加工性能的影响 [J], 王奎;任凤章;王顺兴;李锋军;程俊伟5.缸体用灰铸铁加工性能的影响因素分析 [J], 王奎;王顺兴;任凤章;李锋军;程俊伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

铸造熔炼设备发展经历了三个阶段: 冲天炉、冲 天炉+ 电炉( 双联) 、电炉。国外熔炼设备大多采用 双联或电炉, 熔炼铁水的质量比较高。为了提高铁 水熔炼质量, 1998 年我厂安装了两台 10 t 电炉, 与 冲天炉组成双联熔炼。双联熔炼工艺的优点在于在 一定范围内提高铁液温度, 能使石墨细化, 基体组织 致密, 抗拉强度提高; 铁液温度的提高还有利提高流 动性, 获得健全的铸件, 降低废品率。它的不足之处 在于电炉铁水在长期过热和保温中, 结晶核心消失, 从而共晶团数量减少, 激冷程度增加, 收缩更强烈, 薄壁件易产生白口, 厚大件易产生缩陷, 同时电炉铁 水隔夜后, 脱碳严重。所以选用合适的孕育剂, 可弥 补其不足之处, 在生产中用普通 75 硅铁孕育后, 效 果不是很理想。
碳当 量 CE 3. 83 4. 06 4. 01 3. 98 4. 14
4. 1 3. 94 4. 02 3. 97 4. 02 4. 11 4. 06 3. 7 3. 8 3. 77 3. 65 3. 76 3. 73
三角白口 抗拉强度 深度/ mm / MPa
4. 5
205
1. 5
210
0
225
高, 锶孕育剂孕育后, 抗拉强度提高的的幅度较普通 75 硅铁孕育大。
( 3) 硬度: 孕育前后, 硬度变化不大。 ( 4) 碳当量对孕育的影响, 碳当量( CE) 越低, 孕 育效果越好, 抗拉强度显著提高。
( 下转第 54 页)
) 35 )
5铸造设备研究6 2/ 2001
杨富强: 激振型料仓给料器设计及其结构有限元、振 动特性分析
3. 24 2. 32 0. 83 0. 037 0. 072
3. 28 2. 1 0. 74 0. 04 0. 064

灰铸铁中各元素作用1、碳、硅碳、硅都是强烈地促进石墨化的元素，可用碳当量来说明他们对灰铸铁金相组织和力学性能的影响。

提高碳当量促使石墨片变粗、数量增加，强度硬度下降。

相反降低碳当量可减少石墨数量、细化石墨、增加初析奥氏体枝晶数量，从而提高灰铸铁的力学性能。

但是降低碳当量会导致铸造性能下降。

2、锰：锰本身是稳定碳化物、阻碍石墨化的元素，在灰铸铁中具有稳定和细化珠光体作用，在Mn=O. 5%〜1%范围内，增加锰量，有利于强度、硬度的提高。

3、磷：铸铁中含磷量超过0.02%，就有可能出现晶间磷共晶。

磷在奥氏体中的溶解度很小，铸铁凝固时，磷基本上都留在液体中。

共晶凝固接近完成时，共晶团之间剩余的液相成分接近三元共晶成(Fe-2% C-7% P)。

此液相约在955C凝固。

铸铁凝固时，钼、铬、钨和钒都偏析于富磷的液相中，使磷共晶的量增多。

铸铁中含磷量高时，除磷共晶本身的有害作用外，还会使金属基体中所含的合金元素减少，从而减弱合金元素的作用。

磷共晶液体在凝固长大的共晶团周围呈糊状，凝固收缩很难得到补给，铸件出现缩松的倾向较大。

4、硫：降低铁液流动性，增加铸件热裂倾向，是铸件中的有害元素。

很多人认为硫含量越低越好，实则不然，当硫含量w 0. 05%时，此种铸铁对我们使用的普通孕育剂来说不起作用，原因是孕育衰退的很快，常常在铸件中产生白口。

5、铜：铜是生产灰铸铁最常加入的合金元素，主要原因是由于铜熔点低（1083C），易熔解，合金化效果好，铜的石墨化能力约为硅的1／5，因此能降低铸铁的白口倾向，同时铜也能降低奥氏体转变的临界温度，因此铜能促进珠光体的形成，增加珠光体的含量，同时能细化珠光体和强化珠光体及其中的铁素体，因而增加铸铁的硬度及强度。

但是并非铜量越高越好，铜的适宜加入量为0. 2%〜0. 4%当大量地加铜时，同时又加入锡和铬的做法对切削性能是有害的，它会促使基体组织中产生大量的索氏体组织。

6、铬：铬的合金化效果是非常强烈的，主要是因为加铬使铁水白口倾向增大，铸件易收缩，产生废品。

锶硅铁（硅锶孕育剂）的介绍
硅锶孕育剂
一、用途硅锶合金主要作为铸造孕育剂使用，锶在硅铁孕育剂中是最有效的促进孕育元素。

当过冷度较大时，锶有减少共晶团数的特殊作用，可减少铸件的缩孔、缩松缺陷。

二、性能特点减少白口能力比硅铁约高50%，断面均匀性和抗衰退能力比硅铁更好，同时不增加共晶团数，易熔解、形渣少。

三、粒度和包装以0.5-2mm、1-10mm的粒度和25Kg编织袋包装供货，亦可根据用户要求供货。

锶硅铁(硅锶孕育剂)
1>性能
强墨化孕育剂.其墨化能力显著优于75硅铁.与碳硅钙孕育剂相比,墨化能力相近,但它的熔点低,溶解性好,含钙量低,行渣少,允许有较低的孕育温度.与硅铁,钡硅铁相比,其突出的特点是在减少白口的同时并不显著增加共晶团数,因此可以减少缩松倾向,改善铸件致密性和耐水压能力.,
2>适用范围
适用于薄壁或激冷的高硫,低硫灰铁件,具有较强的墨化能力.也可用于球墨铸铁以增加球墨数,特别是高镍耐蚀球铁(含Ni 14%,Cu 6%,Cr 2%,Si 1.5%).另外,由于它减少白口又不明显增加共晶团数,特别适用于要求铸件致密无疏松,耐水压的灰铸铁件上,效果良好,与碳硅钙强墨化孕育剂不同,可允许铁水温度较低,同时含钙,铝量低,型渣少,铸件无针孔缺陷.
3>使用方法
包内冲入法,添加量比硅铁减少30%,对灰铸铁约0.1-0.3%,合金铸铁可适当增加,孕育温度允许的范围1360-1460?,一般为1400-1460?
孕育剂应加入到流进浇包的金属流中,不要在铁水表面加入或把孕育剂放在包低,添加粒度及注意事相与硅铁相同.。