【文章內(nèi)容簡介】 總應(yīng)在同一位置和同一時間進行取樣；? 在感應(yīng)爐中的攪拌或因澆鑄造成的攪拌將使偏析得到調(diào)整。應(yīng)在混合攪拌期間或混合攪拌之后立即進行取樣；? 化學(xué)分析可以同來檢驗組織和性能，但是不能與其他鑄造廠進行比較，因為取樣和偏析變量不同。? 分析結(jié)果應(yīng)仔細(xì)加以采用，不要盲目相信。從這個試樣到那個試樣的變化不僅必須被看成是工藝的變量，而且必須被看成是取樣的變量。? 在爐子，帶嘴包，茶壺包及底鑄容器的澆鑄過程中，將有應(yīng)為偏析情況不同而產(chǎn)生的變量。對于一已知體積的鐵水來說，不存在絕對的化學(xué)成分。? 由于上浮和偏析的結(jié)果，底鑄容器（如茶壺包和某些自動澆鑄機）將對聚集在澆鑄容器上部，和后部的元素顯現(xiàn)出一種相反的衰退作用。 加蓋中間包的球化處理球鐵球化用的鎂處理可用幾種不同的處理方法來進行。加蓋中間包處理工藝在大多數(shù)條件下都是一種簡便，有效，經(jīng)濟而可靠的方法。這個方法可在較寬的處理規(guī)模范圍內(nèi)對鎂給出一個好的穩(wěn)定性和高的收得率。一個好的操作系統(tǒng)能使鎂的收得率達(dá)到6080%，而操作與維護成本將大大低于其它工業(yè)方法。另外，加蓋中間包處理不會出現(xiàn)閃光，可減少90%的煙氣，無金屬噴濺，碳和溫度損失最小。下圖是加蓋中間包的一個例子。具有兩個合金凹槽的加蓋中間包示意圖鐵水注入孔尺寸的計算 下列公式可以用來計算中間包包蓋注入孔的直徑其中d 是注入孔德直徑（cm）， W是鐵水的批重（g）， t是澆鑄時間（s）, h是金屬中間包澆口盆中的鐵靜高度（cm）。 注：h是金屬的高度，不是澆口盆本身的高度。 為保證中間包的最大效率，%。如果S含量比較高，建議球化前先進行脫硫。鎂合金的選擇和加入量大多數(shù)含鎂在312%之間的鎂硅鐵合金都可用于中間包加蓋法，但是，通常都是采用含46%鎂的合金。有代表性的是用下表所列成分的合金處理由廢鋼、生鐵和回爐料混合物組成的基鐵。粒度為110mm的合金最適合小量處理，而較大規(guī)模的處理則偏愛采用436mm粒度的。詳細(xì)情況請看球化劑那一節(jié)。 依附于基鐵的硫含量、鐵水溫度、合金含鎂量以及進行這一處理的穩(wěn)定性，%（重量）之間。覆蓋材料的選擇為使處理獲得最大的經(jīng)濟效果，建議采用一種覆蓋物將反應(yīng)室中的鎂合金蓋上。覆蓋物應(yīng)在開始反應(yīng)之前將鎂合金盡可能長地保留在反應(yīng)室中。覆蓋物通常由清潔的鋼板或與用于爐料中的同類剪切物組成。可將澆鑄結(jié)束時多余的鐵水澆鑄成鑄鐵蓋板，這樣可以避免因鋼蓋板而造成含碳量的減少。然而，用硅鐵作為覆蓋材料所得的結(jié)果最好。 提高收得率的實例 “帶凹坑的Sandwhich”法 廣泛用于球鐵生產(chǎn)的Sandwhich（沖入）法需要經(jīng)過仔細(xì)確定粒度的鎂硅鐵合金，以便于處理規(guī)模相配。盡管這樣，由于裝入鐵水初期合金由反應(yīng)室的不規(guī)則爆發(fā)而可能使鎂的收得率發(fā)生變化，因而為彌補這些變化就需要過多的加入合金。Elkem研制的“帶坑的Sandwhich”法已經(jīng)過鑄造的廣泛試驗，并且發(fā)現(xiàn)可把與普通Sandwhich法有關(guān)的許多問題減至最少。同時，由于在比較寬的處理范圍內(nèi)所采用的細(xì)粒鎂硅鐵數(shù)量較少，因而成本也得到了下降。這個方法的優(yōu)點主要來自專門設(shè)計的圓柱形坑的采用，而鎂合金和覆蓋料是被放置其中。這個坑既可像上圖（a）那樣設(shè)置在處理包包底，但最經(jīng)常的是像上圖（b）那樣設(shè)置在包底的周邊上。 當(dāng)腰把這個方法與中間包蓋一起使用時，后者是非常重要的。這個圓柱形坑的高徑比至少必須為1:1, 而且，必須夠大，以便容納下整個鎂合金和覆蓋料。裝完了之后，不得有物料高出包底。為避免將合金灑在包底上，使通過一根鋼管（漏斗）裝填這個坑。為避免往處理包沖入鐵水時發(fā)生對坑底的快速熱滲透，應(yīng)在坑的四周映涂上一薄層耐火材料。鎂合金的粒度最好比較細(xì)一點。 mm的合金獲得的。在這個方法的情況下可以使用常規(guī)數(shù)量的合金（含37%鎂合正常水平的鈣，鋁和稀土）。下面示出的是合金坑以及供各種處理規(guī)模用的合金坑的建議尺寸河合金加入量。 mm, mm， mm。所有這些粒度的松散比重約為2kg/dm3. 采用普通的硅鐵作為覆蓋物可以獲得最高的合金收得率，粒度為110mm 或512 mm 的45或75% 合金能對下面的細(xì)粒鎂合金產(chǎn)生有效的覆蓋。覆蓋物的理想數(shù)量與被處理鐵水的溫度有關(guān)，但在一般情況下約是鎂合金容積的1015%。如果用硅鐵作覆蓋物會導(dǎo)致硅的過量吸收，采用清潔的優(yōu)質(zhì)鋼沖屑作覆蓋物也可獲得令人滿意的結(jié)果。 采用“帶坑Sandwhich”法時，為了防止包被倒空時渣和金屬珠流入合金坑中，減小它的容積，并且將包保持被倒轉(zhuǎn)的位置是很重要的。 微量和痕量元素鑄在鐵中的作用許多元素都會以小量存在于鑄鐵中，并對鑄件的組織及性能產(chǎn)生明顯的影響。有些是有意加入的，而另一些則是來自于含有痕量雜質(zhì)的原料。在這些元素當(dāng)中，有的是有益的，尤其是在灰鐵方面，而有些則是很有害的，必須盡可能加以避免。下表列出了這些元素的通常來源，可能出現(xiàn)的含量水平，以及它們的主要作用。表中未包括將其用作主要合金化元素的那些元素（例如Cr）元素通常來源通常含量（%）在鑄鐵中的作用Al鋁鎮(zhèn)靜廢料、孕育劑、鐵合金、輕合金零件及加入的鋁%時，可使薄壁件出現(xiàn)氫致針孔。抑制氮的作用。促使浮渣形成，高于 %時對球狀石墨有害?？捎肅e加以抑制。石墨的強穩(wěn)定劑。Sb廢鋼、廢上釉搪瓷、軸承架、有意加入珠光體和碳化物的強促進劑。沒有稀土?xí)r會阻止球化。As生鐵、廢鋼珠光體和碳化物的強促進劑。改善球狀石墨的形態(tài)。Ba含Ba孕育劑改善石墨的成核和減少衰退。減小白口傾向和促進石墨生成。Bi有意加入、含Bi的鑄模涂料引起白口和不良球形。增加含稀土（Ce）球鐵的球數(shù)。球數(shù)過多可引起收縮問題。B 廢上釉搪瓷、成硼鐵有意加入高于5ppm促進鐵素體的形成。高于10ppm促進碳化物形成，尤其是在球鐵中。20ppm改善可鍛鑄鐵的退火。Ca鐵合金、球化劑、孕育劑促進石墨球的球化作用。改善石墨的成核。減小白口傾向和促進石墨生成。Ce大多數(shù)鎂合金或成鈰鐵或其它稀土源加入的灰鐵一般不用。抑制球鐵中的有害元素，改善石墨的球化作用。因析出而穩(wěn)定碳化物。Cr合金鋼、鍍鉻鋼板、某些生鐵、鉻鐵促進白口和珠光體生成。增加強度。%時，在球鐵生成碳化物析出物。Co工具鋼在鑄鐵中無明顯作用。Cu銅線、銅基合金、廢鋼、有意加入促進珠光體。增加強度，削弱球鐵的鐵素體化作用。無有害影響。H潮濕的耐火材料、鑄型材料和潮濕的添加劑產(chǎn)生皮下針孔。有輕度的白口促進作用。沒有足夠的錳去中和硫時，促進“反白口”產(chǎn)生，促進粗大石墨生成。Pb舊油漆、某些搪瓷、易切鋼、鍍鉛錫合金鋼板、焊錫、汽油發(fā)動機沉積物。在灰鐵中造成尖角形和不希望的石墨組織。%時急劇降低強度。促進珠光體和碳化物。使球狀石墨形態(tài)蛻化。Pb對球鐵中石墨的影響是用稀土（Ce）進行抵消。Mg加入的Mg合金（球化劑）—促進球狀石墨在球鐵中的生成。穩(wěn)定球鐵中的碳化物?；诣F不用。Mn大多數(shù)生鐵、廢鋼、錳鐵塊或壓塊—通過生成MnS中和S。促進珠光體形成。在球鐵中生成碳化物析出物。在高Mn和高S條件下，促進氣孔的形成。Mo再生生鐵、合金鋼、加入的鉬鐵弱珠光體促進劑。提高強度。能促使縮孔和碳化物生成。Ni鍍鎳板、廢鋼、精煉生鐵、NiMg合金量小沒作用。量大有石墨化作用。N焦碳、滲碳劑、砂芯粘結(jié)劑、廢鋼、加入的滲氮錳鐵壓縮片狀石墨。促進珠光體形成。提高強度。含量高時會在大斷面鑄件中造成裂紋缺陷?？捎肁l 、Ti和Zr進行中和。對球鐵沒作用。P含磷生鐵和廢鐵，加入的FeP增加CEV。提高流動性。形成磷共晶。%時對球鐵有破壞性。%時，可造成金屬滲透。Si硅鐵合金，廢鋼、生鐵—促進石墨化，減少白口，穩(wěn)定鐵素體，改善可鑄性。S焦碳、滲碳劑、生鐵、廢鐵、加入的硫化鐵（灰鐵）對組織和性能非常有害，除非用錳加以平衡。提高灰鐵對大多數(shù)孕育劑的敏感性。在球鐵方面，增加對Mg的需求。在球鐵中，%。Sr含鍶孕育劑改善石墨在灰鐵和球鐵中的成核作用。，大大減少灰鐵的白口傾向。Te易切削鋼、鑄型涂料，冷卻曲線的碳樣強烈促進碳化物的生成。造成許多不理想的石墨形態(tài)。，也可看到它的作用 。在球鐵中，是通過同Mg和Ce的化合來減少它的作用。 Sn焊錫、鍍錫廢鋼、青銅零件，加入的錫珠光體的強促進劑。提高強度。%時使球鐵變脆。無其它有害作用。Ti某些生鐵、某些油漆和搪瓷、CG鑄鐵回爐料、加入的Ti或FeTi中和灰鐵中的N。促進由鋁引起的氫致針孔。促進過冷石墨在灰鐵中的形成。抑制蠕鐵中的球狀石墨。W高速工具鋼很少?？吹酱罅康摹Ｖ楣怏w的弱促進劑。V廢鋼、工具鋼、某些生鐵、加入的FeV促使白口形成。細(xì)化片狀石墨。顯著增加強度。 蠕墨鑄鐵 蠕墨鑄鐵（CG鑄鐵）是機械性能和物理性能介于片狀石墨和球狀石漠之間的一種鑄鐵。由于它們具有很好的強度，導(dǎo)熱性和熱穩(wěn)定性，因此工程師們感興趣。蠕墨鑄鐵可用多種不同的方法進行生產(chǎn)。它的生產(chǎn)需要許多類似于球鐵生產(chǎn)所用的那些控制裝置。本資料講簡要介紹一個成功的由Elkem研制的CG鑄鐵生產(chǎn)方法，以及這種材料的一些組織與性能的實例。處理是建立在專門為蠕鐵生產(chǎn)設(shè)計的含有大量稀土的鎂硅鐵合金的基礎(chǔ)之上。按照現(xiàn)在的合金化理論，無須加入鈦和氮之類元素。 處理合金CompactMagTM的推薦成分，%Si Mg Ca Re Al Fe 4446 其余對蠕鐵生產(chǎn)的建議基鐵的成分基鐵應(yīng)是碳當(dāng)量（CE）。建議的基鐵成分，% C Si S 雖然其它所有元素都不大重要，但是，也不應(yīng)明顯高于球鐵生產(chǎn)時的含量。在通常的情況下，只要硫含量保持較低，珠光體和碳化物促進元素含量高一點是允許的。合金加入量上述合金的加入量必須根據(jù)每一個鑄造廠的基鐵成分與處理方法進行調(diào)整?；F的含硫量是影響所需合金加入量的主要因數(shù)。用具有上述成分的基鐵進行試驗表明：%（重量）之間。加入方法可以是普通用于球鐵生產(chǎn)的鐵水包處理法（Sandwhich法和中間包法）。孕育劑的Sandwhich覆蓋 建議加入強力適度的孕育劑作為Sandwhich覆蓋物。發(fā)現(xiàn)含鋇硅鐵孕育劑（例如Foundrisil@ 孕育劑）能給出比較好的結(jié)果。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：這種孕育劑覆蓋能減少百口形成傾向，以及使不同斷面的鑄件獲得比較單一的石墨組織。在許多情況下都不需要隨后的孕育，但是，對于有白口傾向的鑄件還是應(yīng)該進行后孕育。Sandwhich覆蓋物的加入量應(yīng)加以選定，% (重量)范圍內(nèi)。 組織 下圖給出的是用高稀土MgFeSi合金生產(chǎn)CG鑄鐵鑄件時，所得到的組織和最終成分的一些實例。列出薄壁（5mm）和厚壁（36mm）這兩種鑄件的組織是為了指出所得到的斷面有限敏感性。與原來稀土含量較低的MgFeSi合金相比，所有斷面尺寸鑄件都有單一的CG組織是采用高REMgFeSi合金所得到的一個特征。CG鑄鐵的最終成分經(jīng)過處理之后，鐵的最終成分應(yīng)在下列范圍內(nèi)，%： C Si S Mg Ce 衰退時間和處理溫度 內(nèi)部和現(xiàn)場的試驗發(fā)現(xiàn)：20分鐘前對組織沒有負(fù)面影響。已在14001520℃處理溫度范圍內(nèi)進行過試驗，沒有發(fā)現(xiàn)對組織有任何負(fù)作用，但是，對后孕育劑的選擇需要根據(jù)所采用的溫度加以調(diào)整。 鐵合金儲倉的結(jié)構(gòu) 本節(jié)將敘述可使合金在鑄造廠加工過程中偏析最小的鐵合金儲倉。偏析可使用于鑄鐵生產(chǎn)時的合金性能和收得率發(fā)生無規(guī)律的變化。合金會如何偏析？鐵合金通常是用大袋子進行包裝運輸?shù)?。它們是以不同的形式和大小進行提供的。當(dāng)把合金裝入袋子中時，就有可能發(fā)生使較大的顆粒沿袋子周邊聚集，而小顆粒聚集在中央的偏析。下圖a是這種現(xiàn)象的示意圖。 當(dāng)合金在運輸過程中受到移動時，較細(xì)的顆粒也會向袋子底部偏析。當(dāng)從大袋的頂部取走合金時，這種作用可被放大。在后邊的物料中，細(xì)顆粒會更多，如下圖b所示。當(dāng)合金是用安裝在袋子里的卸料嘴，或位于袋子中央的漏斗分割器，從袋子底部卸出的時，顆?？赡艹霈F(xiàn)進一步的偏析（如圖c 所示）。 在這種情況下，會首先卸出較細(xì)的顆粒，而后卸出較粗的顆粒。如果是將合金卸入另一個容器中，例如一個底卸式漏斗，將會出現(xiàn)與圖a相同的情況，而且這一作用將被放大。偏析最小的合金儲運 建議采用底卸式鋼倉來儲存和分配MgFeSi合金。由下列側(cè)視圖可以看出：從大袋卸料時，它有重新混合的作用，這是通過料倉頂部的多個分割器來達(dá)到的。這些分割器是在側(cè)視和端視兩個方向上，被安放在袋子中央和袋子邊緣的中間?？偣舶惭b了5個分割器，當(dāng)用吊車或叉車將大袋子放到分割器上時，會在大袋子底部開出5個卸料孔。從下列前視圖上可以看出：合金是如何能夠通過用一個耙子從卸料槽的整個長度上耙出合金的辦法而得到再混合的。經(jīng)過再混合的物料將落入一個容器中，這個容器是安裝在卸料槽下邊一定標(biāo)高上。這不僅把泄漏和偏析減到了最小，而且只需比從料倉卸料槽鏟挖合金小得多的力量。下面是用來將偏析作用減至最小的鐵合金料倉的照片 灰鐵用孕育劑的選