球鐵典型鑄造缺陷極其防止

1、球鐵典型鑄造缺陷極其防止球鐵典型鑄造缺陷極其防止1、球化不良與球化衰退（1）球化不良： 球化不良是指球化處理沒有達(dá)到預(yù)期的球化效果。球化不良的金相組織為：集中分布的 厚片狀石墨和少量球狀、團(tuán)狀石墨；有時(shí)還有水草狀石墨。隨著球化不良的程度的加劇，集 中分布的厚片狀石墨的數(shù)量逐漸增多、面積增大，球化不良將使球墨鑄鐵的力學(xué)性能達(dá)不到 響應(yīng)牌號(hào)要求的指標(biāo)。關(guān)于球化不良產(chǎn)生的原因極其防止措施分述如下：1、原鐵液含硫高 硫是主要反球化元素， 含硫高會(huì)嚴(yán)重影響球化， 一般原鐵液的硫的質(zhì) 量分?jǐn)?shù)要小于等于 0.06%。為保證球化，當(dāng)原鐵液含硫量偏高時(shí)，必須響應(yīng)地提高球化劑的加入量，含硫量越高， 則球化劑的消耗

2、量也越多。2、球化元素殘留量低為使石墨球化良好，球鐵中必須含有一定量的殘余鎂和稀土，在我國(guó)現(xiàn)今生產(chǎn)條件下，殘余鎂量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得小于0.03%，殘余稀土量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得小于 0.02% 。3、鐵液氧化 原材料中鐵銹、 污染以及鐵液在熔化與過熱中的氧化， 導(dǎo)致鐵液中的 FeO 含量增多，因而在球化過程中要消耗更多的鎂，致使殘余鎂量過低。4、爐料含有反球化元素當(dāng)反球化元素超出允許范圍時(shí)，就會(huì)影響球化效果，要注意廢鋼中可能含有鈦，還要注意電鍍材料、鋁銷、鉛系涂料進(jìn)入沖天爐。稀土有中和反球化元素的能力，根據(jù)我國(guó)原生鐵中含有較多的反球化元素的情況，我國(guó) 球鐵中的殘余稀土量比國(guó)外的要多。5、孕育效果差 由

3、于孕育效果差，或者孕育衰退，均會(huì)造成石墨球數(shù)量少，使得石墨 球不圓整。6、型砂水分高、含硫量高由于界面反應(yīng)，鐵液中的鎂與鑄型表面中的氧、硫發(fā)生作用，致使鑄件表面的殘余鎂量不足， 形成一薄層的片狀石墨。 解決的措施就是提高殘余鎂量， 減少型砂含水量， 型砂硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)小于 0.1% ，或采用能獲得還原性氣氛的涂料。 在使用 含硫硬化劑的樹脂砂鑄型中，可采用含有 MgO 、 CaO 的涂料。2、球化衰退 球化衰退的特點(diǎn)時(shí)：爐前球化良好，在鑄件上球化不好；或者同一澆包的鐵液，先澆注 的鑄件球化良好，后澆注的鑄件球化不好。球化衰退的原因是鎂量和稀土量隨著鐵液停止時(shí)間的延長(zhǎng)而發(fā)生衰退。鎂、稀土與氧的

4、親和力大于與硫的親和力，所以孚在鐵液表面的 Mgs、Ce2S3 夾雜物與空氣中的氧要發(fā)生下 列反應(yīng)： 2MgS+O2=2MgO+2S2Ce2S3+3O2=2Ce2O3+6S 此時(shí)，所產(chǎn)生的硫又進(jìn)入鐵液中，與鎂、稀土發(fā)生作用： Mg+S=MgS2Ce+3S=Ce2S3 這樣，隨鐵液停置時(shí)間的延長(zhǎng)， 硫不斷和鎂與稀土發(fā)生作用， 不斷生成 MgS、 Ce2S3，它們又不斷的被空氣中的氧所氧化，循環(huán)進(jìn)行。結(jié)果，消耗了鐵液中的鎂和稀土，硫 又重新從浮渣進(jìn)入鐵液中，出現(xiàn)“回硫現(xiàn)象”。稀土鈰、釔的沸點(diǎn)比鎂高，在一般的鐵液溫度下它們不會(huì)發(fā)生汽化逸出。此外， 稀土鈰、 釔的硫化物、氧化物的熔點(diǎn)高、密度大，上浮速

5、度慢。所以，稀土鈰、釔的減緩速度比鎂要小，在13501400C，鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的衰減率是（0.0010.004 %/Min ;輕稀土鈰的質(zhì)量分 數(shù)的衰減速率是（0.00060.002 %/min ;重稀土釔的質(zhì)量的衰減率是 0.0008%/min。各種球 化元素的衰減速率與鐵液中的含硫量有密切關(guān)系，含硫量越高，則衰減速率就越快。減少球化衰退的措施列舉如下：（ 1）縮短鐵液的停置時(shí)間：從球化處理完成到澆注完畢，應(yīng)在15min 以內(nèi)結(jié)束。（ 2）降低原鐵液含硫量：原鐵液含硫高，則需要消耗更多的球化元素，另外，原鐵液含 硫量高，也是渣中的硫化物含量增大，促使“回硫現(xiàn)象”加劇，加速球化衰退。（ 3）加強(qiáng)

6、覆蓋與扒渣： 球化處理后加稀渣劑 （例如珍珠巖） 覆蓋，并采取多次扒渣措施， 可減少“回硫現(xiàn)象”。（ 4）適當(dāng)增加球化劑用量 根據(jù)鐵液中的含硫量，采取響應(yīng)的增加球化劑用量的措施， 是可行的，也是有效的，但不是最佳的。治本的措施是力求把鐵液中的含硫量降至最低。另 外，過多地加入球化劑，不僅增加成本，而且還會(huì)導(dǎo)致石墨球化程度的惡化。3、縮孔和縮松特點(diǎn)： 縮孔和縮松在球鐵中要比在普通灰鐵中更為普遍。要防止它們，就必須給予更多的注意和控 制。能夠明顯看出的、尺寸較大而又集中的孔洞叫縮孔，不宜看清的、細(xì)小分散的孔洞叫縮 松。大多在鑄件熱節(jié)的上部產(chǎn)生縮孔。 在鑄件熱節(jié)處、 在縮孔的下方往往有比較分散的縮松

7、。 但是，對(duì)于一些壁厚均勻的中心，或者是在厚壁的中心部位，也可出現(xiàn)縮松。有些縮松的體積很小，只有在顯微鏡下才能被發(fā)現(xiàn)。這種縮松呈多角形，有時(shí)連續(xù)、有 時(shí)斷續(xù)，分布在共晶團(tuán)邊界。這種縮松叫顯微縮松。奧氏體枝晶凝固后，殘余的鐵液則在枝 晶間最后凝固，因得不到補(bǔ)縮而形成顯微縮松。球墨鑄鐵的縮孔與縮松體積比普通灰鑄鐵、白口鑄鐵和碳鋼都要大。（從鑄鐵成分一文 中有表及數(shù)據(jù)說明），但是，在生產(chǎn)中，也可采用無(wú)冒口工藝得到健全的球鐵鑄件。 球墨鑄鐵縮孔和縮松增大的原因1、球狀石墨在鐵液中析出 經(jīng)過球化處理后，球狀石墨會(huì)立即在鐵液中析出，并且， 隨 著溫度的逐步降低，鐵液中的石墨球逐漸長(zhǎng)大。石墨析出和長(zhǎng)大的過程

8、，伴隨著液態(tài)金屬的 膨脹。2、離異共晶轉(zhuǎn)變 球墨鑄鐵以離異共晶的方式進(jìn)行共晶轉(zhuǎn)變。其凝固方式是內(nèi)外幾乎 是同時(shí)進(jìn)行的粥樣凝固，因而容易形成顯微縮松。3、共晶膨脹量大 由于呈粥樣凝固， 鑄件在共晶轉(zhuǎn)變期間要持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間， 球墨鑄鐵的 共晶時(shí)間可比普通灰鑄鐵延長(zhǎng)一倍還要多，由此，導(dǎo)致共晶轉(zhuǎn)變的石墨化膨脹量大。4、型壁移動(dòng) 在共晶凝固期間，由于粥樣凝固，決定了鑄件表面的凝固層很薄，以至不 能建立其足夠強(qiáng)度的凝固外殼，以抑制共晶凝固期間產(chǎn)生的石墨化膨脹，致使鑄型內(nèi)壁向外 移動(dòng)。在鑄型剛度不夠的情況下，使型腔尺寸增大，由此導(dǎo)致縮孔縮松體積進(jìn)一步增大。5、球化處理使鐵液的過冷度加大鐵液經(jīng)過球化處理后，原有

9、的氫、氧、氮和 CO 氣體含量減少，鐵液得到了凈化，致使外來(lái)核心減少。并且，鐵液的過熱溫度越高，凈化程度 也越高，由此導(dǎo)致的過冷傾向也更加劇。此外，球化元素鎂和稀土均能與碳形成炭化物，由 此減少了石墨化程度，加大了收縮傾向。4、防止產(chǎn)生縮松和縮孔的措施1、鐵液成分 碳、硅、錳、稀土、鎂的含量必須適當(dāng)。含碳量高，可使縮孔和縮松的 傾向減小，但含碳量過高，會(huì)產(chǎn)生石墨漂浮。對(duì)于薄壁鑄件來(lái)說，碳硅含量低時(shí)，易產(chǎn)生游 離炭化物。對(duì)于厚壁鑄件，可采用較低碳量，并適當(dāng)增加硅量。錳易形成炭化物，容易促使 形成縮孔縮松，為此，應(yīng)當(dāng)力求降低含錳量，尤其對(duì)于鑄態(tài)鐵素體球墨鑄鐵，更是如此。在保證球化的前提下，不使鎂和

10、稀土殘余量過高。2、鐵液狀態(tài)縮孔與縮松傾向小的鐵液 所具有的冷卻曲線的斜率應(yīng)較小，過冷度要小。共晶凝固時(shí)的膨脹要小，二次收縮也小。要是曲線C轉(zhuǎn)變成A，要滿足的條件是：（ 1）冷卻速度慢（ 2）碳當(dāng)量高，析出石墨的傾向大。（ 3）鐵液中有效石墨核心數(shù)量多。（ 4）良好的孕育效果。3、鑄型剛度 對(duì)于濕砂型來(lái)說， 鑄型硬度要在 90（B 型硬度計(jì)）以上，希望能達(dá)到 40MPa 的抗拉強(qiáng)度。此外，砂箱的緊固也非常重要。對(duì)于金屬型覆砂（覆砂厚度 8mm 左右）以及 用自硬砂制作大型鑄件時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)冒口鑄造。此時(shí)要滿足的條件是：G a 1+ a 2+ B式中G 由碳的石墨化而引起的鐵液膨脹量；a 1鐵液

11、的液態(tài)收縮a 2凝固收縮B 鑄型膨脹量。4、澆鑄溫度 為了防止產(chǎn)生縮孔和縮松，就要使液態(tài)收縮量減小，澆注溫度低是有利的。 但 是，對(duì)于薄壁（10mm ）鑄件來(lái)說，容易出現(xiàn)炭化物。此時(shí)，采用冒口補(bǔ)縮卻難以發(fā)揮作用。 因此，適宜的澆注溫度還取決于鑄件的結(jié)構(gòu)與鑄件壁厚。5、澆注系統(tǒng) 采取順序凝固方式，對(duì)于鑄件、冒口、冒口頸、內(nèi)澆道和橫澆道的設(shè)計(jì)和安放 以及外冷鐵的設(shè)置和在必要時(shí)使用金屬型等，均是行之有效的防止縮孔與縮松地有效措施。5、皮下氣孔現(xiàn)象 在球墨鑄鐵生產(chǎn)中最常見的缺陷之一就是皮下氣孔。在濕鑄型、特別是比表面積大的小型鑄件中最容易發(fā)生皮下氣孔。皮下氣孔往往位于鑄件表面以下 0、5 1mm處，孔

12、徑多為0、5 2mm 的針孔，內(nèi)壁光滑（內(nèi)表面有時(shí)附有石墨膜），呈均勻分布在鑄件上表面或遠(yuǎn)離內(nèi) 澆到的部位，但在鑄件則面和底部也偶而寸在。在鑄態(tài)時(shí)，皮下氣孔不宜被發(fā)現(xiàn)；但是,鑄件經(jīng)熱處理后 ,或是經(jīng)機(jī)加工后則顯露 .皮下氣孔影響鑄件的表面質(zhì)量 ,并且在出現(xiàn)皮下氣孔的部 位,往往伴隨著片狀石墨 ,因而惡化了該部位的力學(xué)性能。產(chǎn)生的原因 在把鑄件表層去掉后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)有許多小針孔，其中充滿了硫化氫氣體。由此，可以推 斷發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是：當(dāng)鐵液中的硫化鎂與鑄型中的水相遇時(shí)，則產(chǎn)生硫化氫。MgSH2OMgO + N2S 結(jié)果是：形成的N2S氣體在鑄件快速凝固時(shí)，來(lái)不及上浮，就停留在靠近鑄 件表面上。因此

13、，這些氣泡不僅呈球形，有的還成雨滴狀，這些雨滴的尖端伸向鑄件內(nèi)部。皮下氣孔也可能是由產(chǎn)生的氫氣造成的。在經(jīng)球化處理后的鐵液中，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：（Fe、Mg） C+ N2O （鑄型中）（Fe、Mg） O + C2H2C2H2 2C （石墨膜）+ H2T （氣泡）Mg + N2O （鑄型中）MgO + H2?（氣泡） 此外，在皮下氣孔內(nèi)，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)渣狀?yuàn)A雜物，這些渣中Si、 Al、 Ng、 Ca 含量較高。由此，形成的 Al2O3、 CaO、 MgO、 SiO2、 MnO 等可為氣泡的異質(zhì)形核提供結(jié)晶襯墊。在溫度大于1530r時(shí)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)：SiO2+ 2CSi+ 2CO T在溫度大于1400E時(shí)

14、，會(huì)發(fā) 生反應(yīng)：MnO + CMn + 2CO T在溫度大于720E時(shí)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)：FeO+ CFe+ CO T上述的三個(gè)反應(yīng)均會(huì)形成 CO 氣體，導(dǎo)致鐵液中 CO 氣體過飽和程度，產(chǎn)生過大的析出 壓力，因而加劇了皮下氣孔的形成。皮下氣孔的防止可采取如下措施：( 1)采用濕型鑄造時(shí)，必須嚴(yán)格控制型砂中的水分，其最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得超過5、5%。(2) 提高澆注溫度，特別是對(duì)于薄壁鑄件，澆注溫度不得低于1300C。( 3)球化處理后扒渣，澆注前擋渣，以防止更多的 MgS 隨鐵液進(jìn)入鑄型。 ( 4)球化 處理后，令鐵液靜置片刻，這對(duì) MgS 顆粒上浮，進(jìn)入渣中排除有利。( 5)提高鑄型的透氣 性，有助

15、于減輕皮下氣孔。( 6 )采用冰晶石粉可有效減輕皮下氣孔，冰晶石粉與水發(fā)生如下反應(yīng)：NaAIF6 + 2H2O NaAIO 2+ 2HaF + 4NF 由于冰晶石與水的作用，就避免了水與鐵液中 MgS 的作用。( 7)避免鐵鐵中含有鋁，因?yàn)樗子谒魵夥磻?yīng)，而產(chǎn)生氫氣孔：3H2O+2AIAI2O3+ H2T 為此，硅鐵中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)限制在 0、5% 1、0%范圍內(nèi)。如果鋁的質(zhì)量分 數(shù)大于 2% ，則易生成氫氣孔。(8)在型砂中附加還原性的碳質(zhì)添加物，可防止皮下氣孔的產(chǎn)生。( 9)改進(jìn)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)。6、夾渣加渣中有三種類型：第一型粗大渣是2MgSiO2+ MgS或+ FeS;第2型條狀渣是MgO

16、 , 第3型細(xì)小渣是MgO + MgS，它們是單獨(dú)或是符合析出的。另外，1型粗大渣中還混有AI2O3。因此，要采取的預(yù)防措施是： 在保證球化的前提下，盡量減少殘余鎂量；原鐵液中的氧， 硫含量必須降至最低；在球化劑中含有鈣和稀土，可減少加鎂量和殘余鎂量。采用茶壺式前爐和鐵液包，使所產(chǎn)生的熔渣完全分離開。澆注溫度低，產(chǎn)生MgO和SiO2,它們相結(jié)合而形成鎂橄欖石，與 AI2O3也能結(jié)合，由 此形成加渣，在1350C以下時(shí)會(huì)急劇產(chǎn)生鎂橄欖石。另外，鐵液紊流易氧化，促進(jìn)了這些反 應(yīng)，因此，必須在澆注系統(tǒng)、澆注方法上注意鐵液避免發(fā)生紊流。球化處理時(shí)，在球化劑表面添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 002 0 1%的冰晶石粉

17、和氟碳酸鈉粉， 能減少加渣的形成。在直澆道底部或在橫澆道連接部位設(shè)置過濾網(wǎng)，或者在澆注系統(tǒng)中設(shè)置阻流擋渣。澆注 時(shí)的壓頭必須盡可能降低。必要時(shí)，把橫澆道分成上、下型，以減少壓力。也可在橫澆道中 設(shè)置集渣冒口，使鐵液旋轉(zhuǎn)渣子上浮。在型內(nèi)孕育時(shí)，要使FeSi反應(yīng)充分，以防未溶解的FeSi上浮至表面而形成異常的組織，造成機(jī)械加工性能惡化。還可以在橫澆道的頂端延伸一 段用做劑渣段，但在此處不得開設(shè)內(nèi)澆道。7、石墨飄浮石墨漂浮是指是在鑄件的上表面，有大量的石墨球聚集，并且，此時(shí)的石墨形態(tài)，既有 原來(lái)的致密球形轉(zhuǎn)變成開花形。由此，惡化了鑄件的表面質(zhì)量和力學(xué)性能。產(chǎn)生石墨漂浮與鐵液的碳當(dāng)量有關(guān)，也和鑄件的幾

18、何形狀和冷卻速度有關(guān)，另外，它還 可能與鐵液的形核程度有關(guān)。其中冷卻速度的影響要明顯的多。對(duì)一般球墨鑄件，大多數(shù)采 用的碳當(dāng)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4 34 7%，這對(duì)于中小件是適用的，但是，對(duì)于厚大斷面的球 鐵鑄件，則要把碳當(dāng)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍降至 4 34 4%，否則，就會(huì)出現(xiàn)石墨漂浮現(xiàn)象。 對(duì)于厚大斷面的球鐵，如果采用金屬型加以冷卻，則把碳當(dāng)量提高到4 64 7%，也不會(huì)出現(xiàn)石墨漂浮。 石墨漂浮現(xiàn)象的出現(xiàn)，還與澆注溫度有關(guān)，隨著澆注溫度的提高，出現(xiàn)石墨漂浮的可能性增大。石墨漂浮現(xiàn)象的出現(xiàn)，與鑄件壁厚、鐵液成分（以液相共晶成分Cel表示，Cel （質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）=C+1/4Si+1/2P）和澆注溫度的

19、關(guān)系，（如常用鑄鐵的性能及化學(xué)成分 一文中列表所示） ，隨著鑄件壁厚的增加以及澆注溫度的提高， 臨界最大液相共晶成分降低， 也就是允許的碳當(dāng)量降低。7、反白口反白口現(xiàn)象 在鑄鐵件的斷面上，出現(xiàn)與正常的斷面相反的現(xiàn)象。在鑄件的中心部位或是在緩慢冷卻（熱節(jié)）的部位，本來(lái)是出現(xiàn)灰口組織，但卻出現(xiàn)的是白口組織或是麻口組織；但是，在鑄件的外表層或是在冷卻較快的部位，本來(lái)是出現(xiàn)白口組織或是麻口組織；但是，在鑄件的外 表層或是在冷卻較快的部位，本來(lái)應(yīng)該是出現(xiàn)白口組織或是麻口組織，但卻出現(xiàn)的是灰口組 織。廣義來(lái)說，灰鑄鐵和球鐵件都會(huì)出現(xiàn)反白口現(xiàn)象。不過，灰鑄鐵，一般是在生產(chǎn)過共晶 成分的活塞環(huán)時(shí)出現(xiàn)。球墨鑄鐵

20、，特別是我國(guó)在生產(chǎn)球墨鑄鐵件時(shí)，往往是加入了更多的稀 土和硅，因而，經(jīng)常是在緩慢冷卻的大斷面球鐵件和熱節(jié)部位出現(xiàn)反白口現(xiàn)象。在鑄件出現(xiàn)反白口現(xiàn)象使機(jī)械加工困難、加劇刀具磨損。另外，在生產(chǎn)反白口現(xiàn)象的部 位，往往出現(xiàn)縮松，基體組織中含有較多的炭化物，因而導(dǎo)致該部位的力學(xué)性能降低，特別 是使塑性降低。產(chǎn)生的原因 近代對(duì)球鐵的微區(qū)成分分析表明，成分偏析的確存在，尤其是慢冷的大斷面球鐵件，其 偏析更為嚴(yán)重。用電子探針對(duì)球鐵中石墨球周圍極其共晶團(tuán)邊界分布所進(jìn)行的分析結(jié)果如圖 所示。由圖可以看出，在共晶團(tuán)邊界常富有的錳、鉻、鉬、釩、鈦、稀土等形成炭化物的元 素以及磷、硫、錫、銻、鉍、砷等低熔點(diǎn)元素，這些元

21、素富集在共晶團(tuán)邊界稱做正偏析；而 在共晶團(tuán)內(nèi)部、沿石墨球周圍，則富集硅、銅、鎳、鋁等促進(jìn)石墨化的元素，這種富集稱做負(fù)偏析，例如，式樣的平均成分為 C=4 -0%、Si=2.52%. Mn=0.71%. P=0.041%.S=0.051%.Cr=0.086%.Mg=0.113%., 經(jīng)測(cè)定,在呈正偏析的區(qū)域里 ,C=5.09%Si=0.09%Mn=1.72%Cr=0.44%Mg=0.069% .而在負(fù)偏析的區(qū)域里，則:C=0.93%.Si=2.55%Mn=0.65%Cr=0.08%Mg=0.058% .另外 ，在沒有合金元素的情況下 ，也會(huì)在球墨鑄鐵中發(fā)現(xiàn)硅呈負(fù)偏析和錳呈正偏析的情況.例如，在大

22、型球墨鑄鐵軋輥中 ，冒口部位錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 2 .0 1 5% ，而在冷卻速度較快的輥身部 位，其錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)則只有 0.6%.球墨鑄鐵中的含硅量越多，則硅的偏析也就越嚴(yán)重。根據(jù)FeCSi相圖分析，在接近平衡的條件下 ，先結(jié)晶凝固的則是高硅相 ，因而容易出現(xiàn)灰口組織 .后結(jié)晶凝固的則是低硅相 ，因而 易形成白口組織 .因此，在快速冷卻的部位可以出現(xiàn)灰口組織 ，而緩慢冷卻的部位 ，則反而會(huì)出現(xiàn) 白口組織 （或是麻口組織 ）在出現(xiàn)硅呈負(fù)偏析的同時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)炭化物形成元素在共晶團(tuán)邊界的正偏析，特別是，由于球化劑中的稀土元素，它們易形成炭化物，因而在鑄件緩慢冷卻的部位出現(xiàn)稀土元素的 富集，并形成炭化物

23、，導(dǎo)致白口傾向加大，使反白口現(xiàn)象加劇。此外，在緩冷的中心部位， 也會(huì)出現(xiàn)孕育衰退現(xiàn)象，這也導(dǎo)致了反白口的程度的加劇。反白口現(xiàn)象的防止（ 1）控制球鐵中的硅量不得過高， 即使是鐵素體的球鐵， 其硅的最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得超過2.8%; 對(duì)于鑄光體基體的球鐵，其硅的最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得超過 2.4% 。（ 2）控制球鐵中含錳量。即使是鑄光體球鐵，其錳的最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)也不得超過0.8%;對(duì)于鐵素體基體的球鐵 ,其錳的最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得超過 0.3%.（3）控制球鐵中殘余稀土量 .使用含稀土較低的球化劑 ,使稀土的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在 0.03% 以 下為宜。（ 4）改善孕育技術(shù)，提高孕育效果，采取遲后孕育，使球鐵在一次

24、結(jié)晶時(shí)，出現(xiàn)盡可能 多的石墨球。（ 5）在鑄造工藝設(shè)計(jì)時(shí)， 盡量消除鑄件各部位冷卻速度的差別過大， 厚大部位采用冷鐵 工藝。（ 6）在熔煉工藝方面， 要防止底焦過低和送風(fēng)量過大， 由此會(huì)導(dǎo)致元素?zé)龘p嚴(yán)重和鐵液 中 FeO 含量過高。（ 7）采取高溫退火工藝，可局部消除反白口現(xiàn)象。但是，要完全消除硅、錳、稀土以及 各種合金元素的微區(qū)偏析，采取高溫均勻化退火是不可能完成的。碎快狀石墨現(xiàn)象碎快狀石墨是大端面（壁厚100mm ）球鐵中或是在熱節(jié)部位經(jīng)常出現(xiàn)的畸形石墨。在宏觀斷口上，可看到 13mm 大小的黑色斑點(diǎn)密布在鑄件緩慢冷卻的中心區(qū)域。出現(xiàn)碎塊狀 石墨的部位，質(zhì)地疏松，惡化力學(xué)性能，特別是塑性指

25、標(biāo)明顯降低。把試樣進(jìn)行深腐蝕并在掃描電鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，碎塊狀石墨有其自己的共晶團(tuán)。在一個(gè)共 晶團(tuán)內(nèi)部，碎塊狀石墨是相互聯(lián)系在一起的，并且，由于它是在緩慢凝固時(shí)形成的，因而共 晶團(tuán)得以發(fā)展長(zhǎng)大，所以它比球狀石墨共晶團(tuán)要大的多，其幾何形狀也大體上呈球形。由于 這些石墨很細(xì)小而切分枝頻繁，所以碎塊狀石墨共晶團(tuán)內(nèi)，往往伴隨的金屬基體是鐵素體。 產(chǎn)生的原因關(guān)于碎塊狀石墨形成的機(jī)制，至今尚不完全清楚。由掃描電鏡觀察表明，鐵液對(duì)碎塊狀 石墨有沖蝕作用。首先生成的是碎塊狀石墨共晶團(tuán)。后來(lái)，由于凝固過程十分緩慢，形成的 共晶團(tuán)尺寸粗大，又由于這種碎塊狀石墨分枝頻繁和細(xì)小，因而在其端部的聯(lián)系松散，在鐵 液熱對(duì)流的作

26、用下，有可能使靠近共晶團(tuán)邊界的石墨，被沖蝕形成游離的碎塊。另外，較大 尺寸的碎塊裝石墨在熱對(duì)流作用下，分裂成尺寸更小的碎塊狀石墨，因而，從共晶團(tuán)內(nèi)游離 出來(lái)，漂浮在共晶團(tuán)邊界處。其次，由于凝固緩慢， 析出的石墨球比一般的初生石墨球要大的多。 當(dāng)超過某一尺寸時(shí)， 這些石墨球中的鐵包含物增多。隨著這些石墨球在鐵液中的進(jìn)一步長(zhǎng)大，因尺寸變化會(huì)形成 內(nèi)應(yīng)力。由于在張大過程中所引起的內(nèi)應(yīng)力的不斷增加，超過一定值時(shí)，致使石墨球開始破 裂形成碎塊。在凝固過程中，鐵液對(duì)流可使這些碎塊變的更小，并且，它們被鐵液的熱紊流 作用沖入樹枝晶間，形成碎塊狀石墨的結(jié)晶核心。防止（ 1）化學(xué)成分 在化學(xué)成分中碳當(dāng)量的影響是

27、最大的。 在厚大斷面球鐵中， 再不產(chǎn)生石 墨漂浮的前提下，應(yīng)盡量提高碳當(dāng)量。用鎂處理的研究表明，碳當(dāng)量的變化會(huì)明顯影響石墨 形狀，隨著碳當(dāng)量的增加，石墨球數(shù)增加，非球狀石墨減少。因此，對(duì)于亞共晶成分的球鐵， 冷卻速度緩慢使球狀石墨畸變；對(duì)于共晶成分的球鐵，即使冷卻速度緩慢，石墨球仍然保持 球狀；對(duì)于過共晶成分的球鐵，則石墨不僅圓整，而且細(xì)小，但是，在球化劑含有稀土的情況下，則容易形成碎塊狀石墨。為此，建議碳當(dāng)量質(zhì)量分?jǐn)?shù)在4.24.4%之間。另外，碎塊狀石墨與含硅量有密切關(guān)系。增加含硅量將促使碎塊狀石墨的形成。為此，在 厚大斷面球鐵中，盡量采取較低的含硅，量，例如，對(duì)于鑄光體球鐵，其最高硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 不超過2.4%。過量的稀土將導(dǎo)致碎塊狀石墨的增多。生產(chǎn)實(shí)踐表明，如果稀土殘余量超過鎂殘余量，