精选学习资料 - - - - - - - - - 灰铸铁缺陷产生的缘由分析及预防措施 一、影响灰铸铁力学性能的主要因素：化学成分 （C、Si、Mn、P、S合金元素）灰铸铁的力学性能 金相组织石墨的外形、大小、分布 工艺因素和冶金因素 和数量以及基体组织 工艺、冶金因素：主要有冷却速度,铁液的过热处理、孕育处理、炉料特性等（1）关于冷却速度的影响铸铁是一种对冷却速度敏锐性很大的材料,同一铸 件的厚壁和薄壁部分,内部和外表都可能获得相差悬殊的组织,俗称为组织的 不匀称性；由于石墨化过程在很大程度上取决于冷却速度；影响铸件冷却速度 的因素较多：铸件壁厚和重量、铸型材料的种类、浇冒口和重量等等；由于铸 件的壁厚、重量和结构取决于工作条件,不能随便转变,故在挑选化学成分时 应考虑到它们对组织的影响；（2）关于铁液孕育处理的影响孕育处理就是在铁液进入铸件型腔前,把孕育剂附加到铁液中以转变铁液的冶金状态,从而可改善铸铁的显微组织和性能；对灰铸铁而言,进行孕育处理是为了获得A 型石墨、珠光体基体、细小共晶团的组织,以及削减铸件薄壁或边角处的白口倾向和对铸件壁厚的敏锐性；对可锻铸铁而言,是为了缩短短退火周期,增大铸件的答应壁厚和改善组织的 结构；对球墨铸铁而言,是为了削减铸件白口倾向,提高球化率和改善石墨的 圆整性；（3）关于铁液过热处理的影响；提高铁液过热温度可以：①增加化合碳含量 和相应削减石墨碳含量,②细化石墨,并使枝晶石墨的形成,③排除铸铁的“ 遗传性” ,④提高铸件断面上组织的匀称性,⑤有利于铸件的补缩；同样,铁液保温也有铁液过热的类似作用；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - （4）关于炉料特性的影响实际生产中往往发觉转变金属炉料（例如采纳不同产地的生铁或转变炉料的配比等 〕而化学成分好像无变化的情形下铸铁具有 不同的组织和性能,这说明原材料的性质直接影响着用它熔炼出来的铸铁的性 质,称为铸铁的：“ 遗传性” 为此,采纳提高铁液温度和使用多种铁料配料可 排除这种“ 遗传性” ,并改善铸铁的组织和性能； 综上所述,铸铁的工艺因素和冶金因素对铸铁的力学性能有着很大的影 响,因此,不应忽视对这些影响因素的掌握；二、灰铸铁不行用热处理的方法来达到牌号要求 一般说来,热处理能在很大程度上改善铸造合金的组织和性能,但在灰铸 铁条件下,热处理所能发挥的作用相对较小；在灰铸铁中,石墨对铸铁性能的 影响很大,而任何的热处理方法都不能转变石墨的外形和分布,故不行通过热 处理来有效地提高灰铸铁的性能使之达到牌号要求； 但是,提高灰铸铁力学性能的方法很多,如合理选配化学成分、转变炉料 组成、过热处理铁液、孕育处理、微量或低合金化等,都可取得很好成效；三、生产高牌号灰铸铁（孕育铸铁）的留意事项 生产产高牌号灰铸铁 〔一般指 HT200 以上 〕时,为了获得高的力学性能,必需 尽可能地削减石墨的数量、减小石墨的长度；传统的方法就是降低铁液的碳、硅含量、提高铁液的冷凝速度,但幅度稍大时就会显现 反而降低灰铸铁的力学性能；D 型过冷石墨及白口,在炉前或在浇注前往铁液中添加适量的、以硅铁为主的铁合金碎粒被称作 孕育处理；孕育处理在铁液中供应大量的、石墨借以生核的生核质点；有效的 孕育将促进石墨的析出,从而排除白口、细化片状石墨并使过冷石墨转变为无名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 方向性均布石墨 〔A 型石墨 〕,不但可大幅度地提高综合力学性能,同时仍提高 铸态组织的均一性,减小铸件由于壁厚不均、边角与心部的冷速不同而造成的 力学性能差别,因此对铁液进行孕育处理是一项生产高牌号灰铸铁 〔孕育铸铁 〕 必不行少的技术；为使孕育有效,需满意孕育对原铁液的要求,即,原铁液应具有较低的 碳、硅含量,或原铁液应具有较低的碳当量,碳当量愈低,孕育成效愈好,灰 铸铁件强度愈高；相反,碳当量高,孕育成效差；由于硅可以用加入孕育剂的方法来调整,故考虑原铁液碳当量时总是把碳维护在2.8%~3.2%左右,把硅维持在稍低于能显著促进石墨化的临界值,然后加入孕育剂使硅量超过临界值,获得孕育处理的成效；此外,铸件壁厚及冷却速度也同样影响到孕育铸铁件的组织,在挑选化学成分时也要加以考虑,一般厚件的碳、硅量取下限,薄件就取上限；锰在高牌号灰铸铁 〔孕育铸铁 〕中的作用,除中和硫的影响外,尚有一个特殊的要求,即借助于它使灰铸铁能得到珠光体组织,故高牌号灰铸铁 〔孕育铸铁 〕的锰含量一般较高,为 0.8%～1.0%左右,如为厚件就常为 l.0% ～1.2%,最高 可达 1.3%～1.5%；硫能减弱孕育剂的石墨化作用,因此常将硫限制在 0.12%以下；近几年来,也有人认为为了得到好的孕育成效,原铁液的硫量不能太低 〔 不低于0.06%〕；因此,在以后铁液中的硫含量逐步降低的情形下,对于孕育铸铁中的硫量到底应如何确定,看来是一个值得留意的问题；磷含量一般从力学性能的要求动身,常限制在0.15%以下,但有些机床灰铸铁件 〔常由孕育铸铁制造 〕需要耐磨,磷含量就可提高至 0.4%~0.5%左右或更高；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 四、用孕育剂进行灰铸铁孕育处理时禁止的四就灰铸铁用的孕育剂可以按功能、主要元素、外形等进行分类,在使用孕育剂进行灰铸铁孕育处理时应禁忌四就：一就,禁止使用未烘干的孕育剂未烘干的孕育剂加入金属液中,会因其中的水分与金属液中的金属元素在高温下反应生成金属氧化物及氢,生成的初生 氢溶人金属液会导致铸件皮下气孔等缺陷；因此,孕育剂在使用前必需烘干；二就,禁止使用纯硅或纯硅铁作孕育剂纯硅或不含钙、锶、钡、铝的硅铁不行用作孕育剂,其缘由在于石墨靠铁液中析出的二氧化硅异质生核,而二氧 化硅靠钙锶钡的硫氧化物异质生核,才能防止铁液的过冷和白口倾向；应采纳至少含1%~2%、含0.05%～0.5%的、含为 75%的硅铁作孕育剂,或采纳硅—锆系、硅—钙系、硅—铈系、硅—钡系等高效孕育剂；三就,孕育剂不行草率加入,要讲究方法孕育剂如飘浮在金属液面上会很快氧化而难以被金属液吸取,因此采纳冲人法时,应精确地加到铁液流与液面 接触处或与浇槽接触处；由于孕育方法对孕育成效有直接影响,因此仍可采纳 浇口杯孕育、硅铁棒孕育、大块浮硅孕育、孕育丝孕育、铁液流孕育以及型内 孕育等；四就,孕育剂的粒度不宜过粗或过细如粒度过粗就不能较快速地为铁液所溶化吸取,残余的未溶孕育剂颗粒混入铸件将恶化性能或导致报废；粒度亦 不宜过细,粉末状的孕育剂极易氧化烧损、失去孕育作用,而且会造成铸件夹 渣；五、灰铸铁件可能显现的缺陷名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 在灰铸铁件生产中,常见的铸件缺陷有：气孔、成分与性能不合格、热裂 与冷裂、缩孔与缩松、渣眼与铁豆、冷隔与浇不足、砂眼与夹砂、多肉与错 辐、变形等；通常,产生这些缺陷的缘由不单是造型制芯问题,有时仍有熔炼 浇注、配砂质量、落砂清理等很多生产工序的问题,因此必需详细分析,以便 实行相应的合理措施加以解决；下面就按以下四个阶段对灰铸铁主要缺陷产生 的缘由分析与预防措施：（一）灰铸铁件由于熔炼浇注造成的主要缺陷,产生的缘由分析及预防措施序缺陷名特 征 及 发 现 发缘由分析防止方法号称方法当铁液中,气含量较多,并且 1．炉料应进行妥当治理；对锈1 气孔筛状气孔：比较 均 匀 地 分 布 于浇注温度过低,析出的气体来蚀严峻或表面油脂物多的炉料,2 成 分 、铸 件 的 整 个 或 大不及上浮和逸出铸件时产生要经过清理或处理后,方可使用部分断面上 1．炉料本身气含量高,或锈 2．对本身气含量高的炉料,应皮下气孔：离铸蚀严峻,表面油脂物多经重熔再生后,方可使用件 表 面1 ～ 3mm 2．皮下针孔主要是由氢气造 3．炉前可加入适量的稀土,以处 , 出 现 密 布 的成；硅可削减氧在铸铁中的含便去气细小气孔量,却可增加氢的含量,故高 4．掌握合适的铁液出炉温度及用外观检查,机硅铸铁易显现氢气孔；炉料中浇注温度械 加 工 , 抛 丸 清含有铝或氧化铝时,也易产生 5．炉缸、前炉和铁液包均需烘理 或 磁 力 探 伤 可针孔干发觉 3．铁液包不干 6．浇注时,要防止断流 4．孕育剂不干 7．孕育剂应充分预热材 质 太 硬 或 太 8．浇注时,必需点火引气 1．碳硅当量偏低时,使材质 1．正确配料,并防止操作时窜组 织 及软偏硬,碳硅当量偏高时,就偏料性 能 不铸件断面的宏观软 2．掌握合适的过热温度合格组 织 和 微 观 组 织 2．铁液过热不适当 3．遵守操作规程及正确处理炉不 符 合 标 准 或 技 3．孕育处理不足前孕育术条件用断面观看,化 学 分 析 , 金 相 检 验 , 硬 度 实 验 等 可以发觉3 缩松在 铸 件 内 部 有1．磷含量偏高时,使凝固区间1．一般掌握在0.15%d 以许 多 分 散 小 缩扩大；同时,低熔点磷共晶体下,并掌握铁液化学成分稳固孔 , 其 表 面 粗在最终凝固时,得不到补足, 2．浇注时,适当慢浇,以利充糙 , 水 压 实 验 时造成显微缩孔；特别对于高牌分补缩渗水号铸铁 〔碳含量较低 〕,体收缩率用机械加工或磁较大,更应留意力探伤可以发觉2．浇注速度太快,使需要补缩 的部位来不及补充分够的铁液名师归纳总结 4 缩孔在铸件热节处1．由于体收缩率较大,铁液化1．正确掌握铁液的化学成分；尽第 5 页,共 10 页产 生 形 状 不 规学成分不符合技术要求,特别量使低,一般在0.12%以下- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 就 , 表 面 粗 糙 的是高牌号低碳铸铁 2．掌握相宜的浇注温度集中孔洞 2．浇注温度过高,增加了液 3．对于大件,可在冒口处补浇用外观检查,机体收缩值铁液5 热裂械 加 工 或 磁 力 探1．铁液化学成分不合要求,使4．适当增加孕育量伤可以发觉1．掌握合理的化学成分,尽量使裂 纹 处 , 带 有暗 色 或 几 乎 是 黑固体收缩值较大,如碳低,硫原铁液中硫含量低色的氧化表面高； 2．浇注时,防止熔渣进人型腔 用外观检查,透 光 法 , 磁 力 探伤 , 打 压 实 验 ,煤 油 渗 。