球墨鑄件球化率提高和缺陷原因

球墨鑄件怎樣提高球化率：

以石墨為例。在金相檢驗(yàn)中，通常所見到的是幾種形態(tài)的石墨共存。在這種情況下，評(píng)定石墨的球化質(zhì)量須用球化率來(lái)解決。所謂球化率，是指在規(guī)定的視場(chǎng)內(nèi)，所有石墨球化程度的綜合指標(biāo)。它反映該視場(chǎng)內(nèi)所有石墨接近球狀的程度。一般來(lái)說(shuō)，在其他條件相同的情況下，球化率愈高，力學(xué)性能也高。那么，影響石墨球化率及圓整度的因素有哪些呢？

一、化學(xué)成分

1、碳當(dāng)量和硅

碳和硅是影響球鐵石墨球圓整度的基本成分。在的冷卻速度和孕育條件下，提高碳當(dāng)量，可提高石墨球圓整度，并可增加自補(bǔ)縮能力，減少碳化物。在的碳當(dāng)量條件下，隨著硅量的增加，特別是大斷面球鐵，會(huì)產(chǎn)生碎塊狀石墨。因此，在不產(chǎn)生石墨漂浮情況下，應(yīng)盡量提高碳當(dāng)量；同時(shí)在孕育條件下，盡量降低硅含量。

2、鎂

殘留鎂量的控制對(duì)提高石墨球圓整度很重要。當(dāng)殘留鎂小于0.045%，增加效殘留鎂量可提高石墨球圓整度；當(dāng)殘留鎂大于0.045%，會(huì)產(chǎn)生變態(tài)石墨，降低石墨球圓整度。

3、稀土

稀土在鐵水中有兩個(gè)有益的作用：一是脫硫去氣，起到球化和間接球化作用；二是與微量元素相互作用，一面發(fā)揮有利一面。這兩方面都可提高石墨球圓整度。但是過(guò)量的殘留稀土，特別是大斷面球鐵，會(huì)使石墨形態(tài)惡化，尤其易產(chǎn)生碎塊狀。理想范圍是0.010%～0.019%。

4、微量元素

量的銻和鉍并輔以適量的稀土，可提高石墨球圓整度，提高力學(xué)性能。合適的加入范圍：0.0025～0.005%。

二、工藝過(guò)程

1、球化處理

（1）重稀土鎂球化劑比輕稀土鎂球化劑   能提高石墨球圓整度。主要是脫硫，抗衰退。

（2）輕稀土鎂球化劑如果過(guò)程控制得好，并輔以微量元素，也能提高石墨球圓整度。

（3）沖入法比轉(zhuǎn)包法鐵液質(zhì)量   好，故也能提高石墨球圓整度。

2、孕育處理

（1）孕育可以提高石墨球圓整度。

（2）采用抗衰退的孕育劑可以提高石墨球圓整度。

（3）用球鐵屑做球化處理時(shí)的覆蓋劑，可形成與非溶解石墨彌散相類似的鈍化石墨核心，產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間的濃度起伏，增加形核率，可以提高石墨球圓整度。

（4）盡量降低澆注溫度可以提高石墨球圓整度。

球墨鑄件常見的七種缺陷原因分析：

（1）石墨球異化

石墨球異化出現(xiàn)不規(guī)則石墨，如團(tuán)塊狀、蝌蚪狀、蠕蟲狀、角狀或其他非圓球狀。這是由于球狀石墨沿輻射方向生長(zhǎng)時(shí)，局部晶體生長(zhǎng)模式和生長(zhǎng)速率偏離正常生長(zhǎng)規(guī)律所致。鑄件中殘余球化元素量超出應(yīng)有范圍時(shí)，如殘余鎂太高，超過(guò)了保持石墨球化所需的   低量時(shí)，也會(huì)影響石墨結(jié)晶條件，就容易產(chǎn)生蝌蚪壯石墨。而殘余稀土較多時(shí)，高碳當(dāng)量鐵水易產(chǎn)生碎塊石墨，碎塊石墨的集中區(qū)域一般稱做“灰斑”。而蠕蟲狀石墨的出現(xiàn)則是由于球化元素殘余量不足或者含有超限的鈦和鋁。

（2）石墨漂浮

過(guò)共晶成分的厚壁球鐵件中，在澆注位置頂部，常常出現(xiàn)一個(gè)石墨密集區(qū)域，即“始末漂浮”現(xiàn)象，這是由于石墨與鐵水密度不同，過(guò)共晶鐵水直接析出的石墨受到浮力作用向上所致。石墨漂浮程度與碳當(dāng)量、球化元素的種類及殘留量、鑄件凝固時(shí)間、澆注溫度等因素有關(guān)系。鎂能使球鐵的共晶含碳量提高，碳當(dāng)量相同的鐵水，提高其殘余鎂量就能減少石墨漂浮，殘留稀土量過(guò)高，有助于爆裂狀石墨的升成。

（3）反白口

一般鑄鐵件的白口組織容易出現(xiàn)在冷卻較快的表層、尖角、披縫等處，反白口缺陷則相反，碳化物相出現(xiàn)在鑄件中等斷面心部、熱節(jié)等部位。球化元素殘余量過(guò)多時(shí)，有反白口缺陷產(chǎn)生的作用，稀土元素強(qiáng)于鎂，它們一般都能增加球鐵組織形成時(shí)的過(guò)冷度。

（4）皮下針孔

皮下針孔內(nèi)主要含有氫，也有少量一氧化碳和氮。殘余鎂量過(guò)高時(shí)，也同時(shí)加強(qiáng)了從濕型中吸收氫的傾向，因而產(chǎn)生皮下針孔的幾率增加。另外，球化鐵水停留時(shí)間長(zhǎng)也能增加針孔的數(shù)量。

（5）縮孔縮松

縮孔常出現(xiàn)在鑄件   后凝固部位(熱節(jié)處、冒口頸與鑄件連接處、內(nèi)角或內(nèi)澆口與鑄件連接處)，是隱蔽于鑄件內(nèi)部或與外表連通的孔洞?？s松，宏觀的出現(xiàn)在熱節(jié)處，細(xì)微的收縮孔洞，大多是孔洞內(nèi)部互相連通。與球化元素有關(guān)的是，要控制殘余鎂和稀土不能過(guò)高，這對(duì)減少宏觀和微觀縮松都有明顯效果，縮松傾向幾乎與球化元素成正比。

（6）黑渣

它一般發(fā)生在鑄件的上部(澆注位置)，主要分為塊狀、繩索狀和細(xì)碎黑渣。黑渣的主要成分硅酸鎂，是由鐵水中MgO和SiO2反應(yīng)生成的，并受其相對(duì)含量的影響。因此，作為控制黑渣的措施之一就是減少鎂的殘余量(加鎂0.15%時(shí)，渣總量約占鐵水重量的0.1%)，而殘余稀土因與氧有的親和力，在減少黑渣方面有明顯的效果。

（7）球化衰退

這是由于球化鐵水停留時(shí)間較長(zhǎng)，殘留鎂逐漸減少，熔渣沒有及時(shí)扒除，硫還會(huì)回到鐵水中，使凝固組織中的石墨減少甚至消失，衰變?yōu)椴灰?guī)則狀、蠕蟲狀或片狀石墨。這種球化衰退與球化劑中稀土含量較低、或者球化劑加入量偏低有的關(guān)系，但緊靠增加其加入量也很不可取，因?yàn)殒V殘余量高了，熔渣量和滲碳體都會(huì)增加，在厚大斷面中還會(huì)使石墨球蛻變?yōu)轵蝌綘钍?。生產(chǎn)實(shí)踐表明：原鐵水含硫量低對(duì)防止球化衰退才是   的。

包括還有的球鐵鑄造件缺陷，幾乎都與球化劑的成分和加入量有關(guān)系，但我們不能指望球化劑解決很多問(wèn)題，   不能解決所有問(wèn)題，因?yàn)榍蚧氐淖饔靡约扒蚧瘎┑募尤肓慷际抢坠泊娴?，球化劑只是球墨鑄鐵穩(wěn)定生產(chǎn)控制系統(tǒng)中的一個(gè)很重要的因素，只有和其他配套措施結(jié)合在一起，才能夠穩(wěn)定的進(jìn)行球化處理。