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1、影响材料性能因素1.0影响资料性能的要素碳当量对资料性能的影响字串9决定灰铸铁性能的主要要素为石墨形态和金属基体的性能。当碳当量（）较高时，石墨的数目增添，在孕育条件不好或有微量有害元素时，石墨形状恶化。这样的石墨使金属基体能够承受负荷的有效面积减少，并且在承受负荷时产生应力集中现象，使金属基体的强度不可以正常发挥，进而降低铸铁的强度。在资猜中珠光体拥有好的强度、硬度，而铁素体则质底较软并且强度较低。当跟着C、Si的量提升，会使珠光体量减少，铁素体量增添。所以，碳当量的提升将在石墨形状和基体组织双方面影响铸铁铸件的抗拉强度和铸件实体的硬度。在熔炼过程控制中，碳当量的控制是解决资料性能的一个很重
2、要的要素。1.2合金元素对资料性能的影响在灰铸铁中的合金元素主假如指Mn、Cr、Cu、Sn、Mo等促进珠光体生成元素，这些元素含量会直接影响珠光体的含量，同时因为合金元素的加入，在必定程度上细化了石墨，使基体中铁素体的量减少甚至消逝，珠光体则在必定的程度上获取细化，并且此中的铁素体因为有必定量的合金元素而获取固溶加强，使铸铁总有较高的强度性能。在熔炼过程控制中，对合金的控制相同是重要的手段。1.3炉料配比对资料的影响字串4过去我们向来坚持只需化学成分切合规范要求就应当能够获取切合标准机械性能资料的看法，而实质上这种看法所看到的不过惯例化学成分，而忽视了一些合金元素和有害元素在此中所起的作用。如
3、生铁是Ti的主要根源，因今生铁使用量的多少会直接影响资猜中Ti的含量，对资料机械性能产生很大的影响。相同废钢是很多合金元素的根源，所以废钢用量对铸铁的机械性能的影响是特别直接的。在电炉投入使用的早期，我们向来沿用了冲天炉的炉料配比（生铁：2535%，废钢：3035%）结果资料的机械性能（抗拉强度）很低，当我们意识到废钢的使用量会对铸铁的性能有影响时实时调整了废钢的用量之后，问题很快获取认识决，所以废钢在融化控制过程中是一项特别重要的控制1/5参数。所以炉料配比对铸铁资料的机械性能有着直接的影响，是熔炼控制的要点。1.4微量元素对资料性能的影响过去我们在熔炼过程中只注意惯例五大元素对铸铁材质的影
4、响，而对其他一些微量元素的作用不过不过一个定性的认识，却极少对他们进行定量的剖析议论，最近几年来，因为锻造技术的进步，熔炼设施也在不停的更新，冲天炉已渐渐被电炉所取代。电炉熔炼诚然有其冲天炉不行比较的长处，但电炉熔炼也丧失了冲天炉熔炼的一些长处，这样一些微量元素对铸铁的影响也就反应出来。因为冲天炉内的冶金反响特别激烈，炉料是处于氧化性很强的氛围中，绝大多数都被氧化，随炉渣一同排出，只有一少部分会残留在铁水中，所以一些对铸件有不利影响的微量元素经过冲天炉的冶金过程，一般不会对铸铁形成不利影响。在冲天炉的熔炼过程中，焦炭中的氮和空气中的氮气（N2）在高温下，一部分分解会以原子的形式溶入铁水中，使得
5、铁水中的氮含量相对很高。据统计自电炉投产以来，因为铅含量高造成的废品和因含铅量太高没法调整而报废的铁水不下百吨，而因含氮量不足造成的不合格品数目也相当高，给企业造成很大的经济损失。在我们多年的电炉熔炼经验和理论基础上，我以为在电炉熔炼过程中要点微量元素主要有N、Pb、Ti，这些元素对灰铸铁的影响主要有以下几方面：字串8铅当铁水中的铅含量较高时（20PPm），特别是与较高的含氢量互相作用，在厚大断面的铸件很简单形成魏氏石墨，这是因为树脂砂的保温性能好，铁水在铸型中冷却较慢，（对厚大断面这种偏向更加显然，）铁水处于液态保温时间较长，因为铅和氢的作用使铁水凝结比较靠近于均衡状态下的凝结条件。当这种铸
6、件凝结完成，持续冷却时，奥氏体中的碳要析出，成为固态下的二次石墨。在正常状况下，二次石墨仅使共晶石墨片增厚，这对力学性能不会产生很大影响。但含氮和氢量高时，会使奥氏体同必定晶面上石墨表面能降低，使二次石墨沿着奥氏体必定晶面长大，伸入金属基体中，在显微镜下观察，在片状石墨片的侧面长出很多象毛刺相同的小石墨片，俗称石墨长毛，这就是魏氏石墨及形成原由。在铸铁中的铝能促进铁液吸氢，而增添其氢含量，所以铝对魏氏石墨的形成，也有间接的影响。2/5当铸铁中出现魏氏石墨时，对其力学性能影响很大，特别是强度、硬度，严重时可降低50%左右。石墨有以下xx相特点：1）在100倍的显微照片上，粗大的石墨片上附着很多刺
7、状小石墨片，即为魏氏石墨。2）同共晶片状石墨关系是互相连结的。3）常温下成为魏氏石墨网络延长入基体中，就成为基体柔弱面，会明显降低灰铸铁的力学性能。但从断面看，断裂裂纹还是沿共晶片状石墨扩展的。氮适当的氮能促进石墨形核，稳固珠光体，改良灰铸铁组织，提升灰铸铁的性能。氮对灰铸铁的影响主要有双方面，一是对石墨形态的影响，另一方面是对基体组织的影响。氮对石墨形态的作用是一个特别复杂的过程。主要表此刻：石墨表面吸附层的影响和共晶团尺寸大小的影响。因为氮在石墨中几乎不溶解，所以，在共晶凝结过程中氮不停吸附在石墨生长的前沿和石墨双侧，致使石墨在析出过程中，其四周浓度增高，特别在石墨伸向铁水中的尖端时，影响
8、液固界面上的石墨生长。氮在共晶生长过程中石墨片尖端和双侧氮的浓度散布存在显然的差异。因为氮原子在石墨表面上的吸附层能够阻挡碳原子向石墨表面的扩散。石墨前沿的氮浓度比双侧高时，石墨长度方向的生长速度降低，对比之下，侧向生长就变得简单些，其结果使石墨变短、变粗。同时因为石墨生长过程中总会存在缺点，氮原子的一部分被吸附在缺点地点而不可以扩散，将会在石墨长大的前沿上局部非对称倾斜晶界，其他部分仍按原方向长大，进而石墨产生疏枝，石墨分枝的增添，是石墨变短的另一个原由。这样以来，因为石墨组织的细化，减小了其对基体组织的割裂作用，有益于铸铁性能的提升。氮对基体组织的影响作用，一是因为它是珠光体稳固元素，氮含
9、量的增添，使铸铁共析转变温度降低。所以，当灰铸铁中含有必定量的氮时，能使共析转变过冷度增添，进而细化珠光体。另一方面是因为氮的原子半径比碳和铁3/5都小，能够作为空隙原子固溶于铁素体和渗碳体中，使其晶格产生畸变。因为上述双方面的原由，氮能对基体产生加强作用。固然氮能够提升灰铸铁的性能，可是，当其超出必定量时，会产生氮气孔和显微裂纹如图2所示，所以对氮的控制应是在必定范围内的控制。一般为70120PPm，当超出180PPm时铸铁的性能将会急剧降落。Ti在铸铁中是属于一种有害元素，究其原由是钛与氮的亲和力较强，当灰铸铁中的钛含量较高时不利于氮的加强作用，第一与氮形成TiN化合物，这就减少了固溶于铸
10、铁中的自由氮，事实上正是因为这种自由氮对灰铸铁起着固溶加强的作用。所以钛含量的高低间接的影响着灰铸铁的性能。2.0熔炼控制技术2.1资料化学成分的选择经过上述剖析，对化学成分的控制是熔炼技术中特别重要的，它是熔炼控制的基础。所以合理的化学成分，是保证资料性能的基础。往常关于高强度铸铁（抗拉强度300N/mm2）的成分控制主要有等。C、Si、Mn、P、S、Cu、Cr、Pb、N2.2炉料配比确实定字串62.3微量元素的控制技术实质过程控制中，依据对炉料的剖析，确认铅的根源主假如废钢，所以对原资猜中铅的控制主假如要对废钢中Pb夹物的控制,往常铅含量控制在15ppm以下。假如当原铁水中含铅量20ppm
11、时，在进行孕育办理时进行特别变质办理。因为Ti主要根源于生铁，所以对Ti的控制主假如控制生铁，这样一方面是在采买时要对生铁中的Ti含量提出严格要求，往常要求生铁含钛量为：Ti4/50.8%,另一方面是要依据生铁的含钛量实时调整使用量.主要根源于增碳资料和废钢中,所以对N的控制主假如控制增碳资料和废钢，可是正象上边所述过低过高对灰铸铁的性能都有不利的一面，所以对N的含量控制范围一般为：70120ppm，可是N的含量还要和Ti含量有一个合理的般配，往常N与Ti的关系为：N：Ti=1：3.42即0.01%的Ti可汲取30PPm的氮，生产时一般建议氮量为：N=0.0060.01+Ti/3.42。图3为
12、在灰铸铁中钛与氮的关系。2.4熔炼工艺的控制技术1）孕育技术孕育办理目的在于促进石墨化，降低白口偏向，降低端面敏感性；控制石墨形态，除去过冷石墨；适合增添共晶团数和促进细片状珠光体的形成，进而达到改良铸铁的强度性能和其他性能的目的。铁液温度对孕育的影响及控制铁液温度对孕育的影响明显。在必定的范围内提升铁液的过热温度并保持一准时间，能够使铁液中残余着未溶的石墨质点，完整溶入铁液中，以除去生铁的遗传影响，充散发挥孕育剂的孕育作用，提升铁水受孕育能力。过程控制中，对过热温度提升到15001520，对孕育办理温度控制在14201450。孕育剂的粒度是孕育剂状况的重要指标，对孕育成效有很大影响。粒度过细，易于分别或被氧化进入溶渣而失掉作用，粒度太大，孕育字串15/5
