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    Bi、Cu對大斷面可鍛鑄鐵的影響


     可鍛鑄鐵是將一定成分的白口鑄鐵,經退火熱處理后獲得的1種高強度灰鑄鐵,其具有良好的塑性和韌性,但是澆注時因不易得到全白口熱處理工藝復雜,時間長等原因,一般鑄件厚度不超過25mm,本文采用Bi-u復合孕育的方法,制作大斷面可鍛鑄鐵,并就B-Cu對大斷面可鍛鑄鐵的影響進行了研究,結果表明,Bi在大斷面可鍛鑄鐵中對鑄態依然有強烈阻礙石墨化的能力,就大斷面而言,其含量必須超過一定值,才能使大斷面完全白口。指出Cu在可鍛鑄鐵中,引起了金屬的空位和其他晶格構造上的缺陷,提高了原子的擴散能力,大大減少了大斷面可鍛鑄鐵第一、二階段石墨化的時間,能使可鍛鑄鐵組織細密、形態好,那么,對大斷面可鍛鑄鐵其作用又如何,作者模擬進行了探討,得出了相似的結論。

      1試驗條件和方法1.1試樣制備采用中頻爐熔煉,爐料為本溪生鐵和廢鋼,出鐵溫度為1500~1550爐前加入Cu、Bi,用沖入法進行孕育處理,澆注成0 60mm抗拉試棒,本文所述金相圖均取自于與編號相對應的抗拉試棒中心部位。

      12力學性能測試采用WE30型液壓式萬能材料試驗機對抗拉強度和伸長率進行測定;硬度采用HB-300型布氏硬度計進行測定。

      表1試棒編號及成分試棒化學成分孕育劑加入量編號2鉍含量對獲得大斷面可鍛鑄鐵白口組織的影響鉍對鐵液具有脫氧作用,在脫氧的同時,被氧化成Bi2O3,Bi2O3的熔點為860K它在鐵液中不能形成質點,成不了石墨結晶核心,不能促進石墨化,對獲得全白口鑄件無副作用,在氧化生成Bi2O3的同時,要從鐵液中吸收熱量,在鐵液中造成許多顯微低溫場,當Fe3C生成時,要釋放出一定的能量,這些低溫場為Fe3C的形成提供了有利條件,擴大金屬的白口傾向,將Bi2O3與Fe3C的生成能比較,生成Bi2O3吸收的能量是生成Fe3C釋放出的能量的幾十倍,據此,對于大斷面可鍛鑄鐵,依賴Bi能做到把原鐵液的白口傾向擴大到足夠保證獲得全白口鑄件的程度,2、3分別為1、2、3鑄態金相圖,為麻口組織,說明Bi含量低,不能形成白口組織,3組織基本相似即當珠光體+碳化物+魚骨狀萊氏體X500 3銅對大段面可鍛鑄鐵石墨化的影響Cu雖然是1種弱石墨化元素,但在有利于碳化物形成的條件下,或用量少于0.5%時,銅在凝固過程中會阻礙石墨化,因此4、5、6號試棒中Cu對白口的產生無副作用,是試棒熱處理工藝曲線,是試棒2、4、56在930°C保溫時,組織中滲碳體量隨保溫時間的變化關系曲線,與的圖形很相似,同單獨用0.03%Bi孕育相比較,用0.03%Bi-0.30%Cu復合孕育,第一階段石墨化時間可縮短3h,鐵素體量與保溫之間的關系曲線°保溫時,在不同時間觀察到試棒中鐵素體量隨保溫時間變化的關系曲線,與的很相似。由圖可見,隨著保溫時間的延長,試棒組織中鐵素體量逐漸增加,其中用0.03%Bi~0. 3%Cu復合孕育比單獨用Bi孕育時第二階段石墨化時間可縮短至少約5h,單獨加Bi孕育時,在730C保溫13h后,仍有部分珠光體未完全分復合孕育時,約經過9hittp://www.cnki.net.96.珠光體就可完全分解,Cu細化了晶粒,縮短了碳原子的擴散距離,同時,銅的存在引起了金屬中的空位和晶格的畸變,使鐵和碳原子的擴散速度增大。在中也可看出隨著Cu量的增加,第二階段石墨化時間也進一步縮短,這是由于Cu是1種弱石墨化元素造成的。根據文崎1,Cu的含量不能太高,因為Cu的進一步增加會引起石墨形態惡化。同時過度的石墨核心出現,在退火過程中核心會不斷長大,甚至會連成石墨網,從而使可鍛鑄鐵性能大大削弱,在060mm斷面中Cu的most佳含量應為0.3%.縮短可鍛鑄鐵退火時間的途徑不外乎就是降低滲碳體穩定性,提高碳原子的擴散速度和縮短碳的擴散距離,以上表明,Cu兼有兩者作用,這一點對制作大斷面可鍛鑄鐵非常有利。

      4銅對大斷面可鍛鑄鐵組織的影響表2力學性能測試結果試棒編號與,而B-Cu復合孕育則不然,Cu提高擴散能力,克服了后一方面的缺點。

      30%Cu復合孕育,就可制作60mm左右大斷面的可鍛鑄鐵,而且性能優良。因此在一些耐熱、耐磨場合,就可用可鍛鑄鐵代替其他材料,以達到節省成本的目的。


    【上一個】 半固態鑄造專用原材料錠坯生產的主要方法 【下一個】 消失模鑄件的常見缺陷及對策

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