【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 總應(yīng)在同一位置和同一時(shí)間進(jìn)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(jìn)行取樣；? 化學(xué)分析可以同來(lái)檢驗(yàn)組織和性能，但是不能與其他鑄造廠進(jìn)行比較，因?yàn)槿雍推鲎兞坎煌? 分析結(jié)果應(yīng)仔細(xì)加以采用，不要盲目相信。從這個(gè)試樣到那個(gè)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(guò)程中，將有應(yīng)為偏析情況不同而產(chǎn)生的變量。對(duì)于一已知體積的鐵水來(lái)說(shuō)，不存在絕對(duì)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(dòng)澆鑄機(jī)）將對(duì)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(lái)進(jìn)行。加蓋中間包處理工藝在大多數(shù)條件下都是一種簡(jiǎn)便，有效，經(jīng)濟(jì)而可靠的方法。這個(gè)方法可在較寬的處理規(guī)模范圍內(nèi)對(duì)鎂給出一個(gè)好的穩(wěn)定性和高的收得率。一個(gè)好的操作系統(tǒng)能使鎂的收得率達(dá)到6080%，而操作與維護(hù)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(huì)出現(xiàn)閃光，可減少90%的煙氣，無(wú)金屬噴濺，碳和溫度損失最小。下圖是加蓋中間包的一個(gè)例子。具有兩個(gè)合金凹槽的加蓋中間包示意圖鐵水注入孔尺寸的計(jì)算 下列公式可以用來(lái)計(jì)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(shí)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(jìn)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(ài)采用436mm粒度的。詳細(xì)情況請(qǐng)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(jìn)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(jì)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(zhǎng)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?？蓪茶T結(jié)束時(shí)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(shí)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(guò)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(bǔ)這些變化就需要過(guò)多的加入合金。Elkem研制的“帶坑的Sandwhich”法已經(jīng)過(guò)鑄造的廣泛試驗(yàn)，并且發(fā)現(xiàn)可把與普通Sandwhich法有關(guān)的許多問(wèn)題減至最少。同時(shí)，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(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)主要來(lái)自專門設(shè)計(jì)的圓柱形坑的采用，而鎂合金和覆蓋料是被放置其中。這個(gè)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(gè)方法與中間包蓋一起使用時(shí)，后者是非常重要的。這個(gè)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(gè)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(guò)一根鋼管（漏斗）裝填這個(gè)坑。為避免往處理包沖入鐵水時(shí)發(fā)生對(duì)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(diǎn)。 mm的合金獲得的。在這個(gè)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(duì)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(huì)導(dǎo)致硅的過(guò)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(shí)，為了防止包被倒空時(shí)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(huì)以小量存在于鑄鐵中，并對(duì)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(lái)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(lái)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(lái)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(shí)，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(shí)對(duì)球狀石墨有害?？捎肅e加以抑制。石墨的強(qiáng)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(qiáng)促進(jìn)劑。沒(méi)有稀土?xí)r會(huì)阻止球化。As生鐵、廢鋼珠光體和碳化物的強(qiáng)促進(jìn)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(jìn)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(guò)多可引起收縮問(wèn)題。B 廢上釉搪瓷、成硼鐵有意加入高于5ppm促進(jìn)鐵素體的形成。高于10ppm促進(jìn)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(jìn)石墨球的球化作用。改善石墨的成核。減小白口傾向和促進(jìn)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(jìn)白口和珠光體生成。增加強(qiáng)度。%時(shí)，在球鐵生成碳化物析出物。Co工具鋼在鑄鐵中無(wú)明顯作用。Cu銅線、銅基合金、廢鋼、有意加入促進(jìn)珠光體。增加強(qiáng)度，削弱球鐵的鐵素體化作用。無(wú)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(jìn)作用。沒(méi)有足夠的錳去中和硫時(shí)，促進(jìn)“反白口”產(chǎn)生，促進(jìn)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(dòng)機(jī)沉積物。在灰鐵中造成尖角形和不希望的石墨組織。%時(shí)急劇降低強(qiáng)度。促進(jìn)珠光體和碳化物。使球狀石墨形態(tài)蛻化。Pb對(duì)球鐵中石墨的影響是用稀土（Ce）進(jìn)行抵消。Mg加入的Mg合金（球化劑）—促進(jìn)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(guò)生成MnS中和S。促進(jìn)珠光體形成。在球鐵中生成碳化物析出物。在高M(jìn)n和高S條件下，促進(jìn)氣孔的形成。Mo再生生鐵、合金鋼、加入的鉬鐵弱珠光體促進(jìn)劑。提高強(qiáng)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(méi)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(jìn)珠光體形成。提高強(qiáng)度。含量高時(shí)會(huì)在大斷面鑄件中造成裂紋缺陷。可用Al 、Ti和Zr進(jìn)行中和。對(duì)球鐵沒(méi)作用。P含磷生鐵和廢鐵，加入的FeP增加CEV。提高流動(dòng)性。形成磷共晶。%時(shí)對(duì)球鐵有破壞性。%時(shí)，可造成金屬滲透。Si硅鐵合金，廢鋼、生鐵—促進(jìn)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(duì)組織和性能非常有害，除非用錳加以平衡。提高灰鐵對(duì)大多數(shù)孕育劑的敏感性。在球鐵方面，增加對(duì)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(qiáng)烈促進(jìn)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(guò)同Mg和Ce的化合來(lái)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(qiáng)促進(jìn)劑。提高強(qiáng)度。%時(shí)使球鐵變脆。無(wú)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(jìn)由鋁引起的氫致針孔。促進(jìn)過(guò)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(jìn)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(qiáng)度。 蠕墨鑄鐵 蠕墨鑄鐵（CG鑄鐵）是機(jī)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(qiáng)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(jìn)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(jiǎn)要介紹一個(gè)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(shí)例。處理是建立在專門為蠕鐵生產(chǎn)設(shè)計(jì)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(wú)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(duì)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(shí)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(jìn)元素含量高一點(diǎn)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(gè)鑄造廠的基鐵成分與處理方法進(jìn)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(jìn)行試驗(yàn)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(qiáng)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(duì)于有白口傾向的鑄件還是應(yīng)該進(jìn)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(shí)，所得到的組織和最終成分的一些實(shí)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(lái)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(gè)特征。CG鑄鐵的最終成分經(jīng)過(guò)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(shí)間和處理溫度 內(nèi)部和現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：20分鐘前對(duì)組織沒(méi)有負(fù)面影響。已在14001520℃處理溫度范圍內(nèi)進(jìn)行過(guò)試驗(yàn)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)對(duì)組織有任何負(fù)作用，但是，對(duì)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(chǔ)倉(cāng)的結(jié)構(gòu) 本節(jié)將敘述可使合金在鑄造廠加工過(guò)程中偏析最小的鐵合金儲(chǔ)倉(cāng)。偏析可使用于鑄鐵生產(chǎn)時(shí)的合金性能和收得率發(fā)生無(wú)規(guī)律的變化。合金會(huì)如何偏析？鐵合金通常是用大袋子進(jìn)行包裝運(yùn)輸?shù)?。它們是以不同的形式和大小進(jìn)行提供的。當(dāng)把合金裝入袋子中時(shí)，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(yùn)輸過(guò)程中受到移動(dòng)時(shí)，較細(xì)的顆粒也會(huì)向袋子底部偏析。當(dāng)從大袋的頂部取走合金時(shí)，這種作用可被放大。在后邊的物料中，細(xì)顆粒會(huì)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(shí)，顆粒可能出現(xiàn)進(jìn)一步的偏析（如圖c 所示）。 在這種情況下，會(huì)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(gè)容器中，例如一個(gè)底卸式漏斗，將會(huì)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(chǔ)運(yùn) 建議采用底卸式鋼倉(cāng)來(lái)儲(chǔ)存和分配MgFeSi合金。由下列側(cè)視圖可以看出：從大袋卸料時(shí)，它有重新混合的作用，這是通過(guò)料倉(cāng)頂部的多個(gè)分割器來(lái)達(dá)到的。這些分割器是在側(cè)視和端視兩個(gè)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(gè)分割器，當(dāng)用吊車或叉車將大袋子放到分割器上時(shí)，會(huì)在大袋子底部開出5個(gè)卸料孔。從下列前視圖上可以看出：合金是如何能夠通過(guò)用一個(gè)耙子從卸料槽的整個(gè)長(zhǎng)度上耙出合金的辦法而得到再混合的。經(jīng)過(guò)再混合的物料將落入一個(gè)容器中，這個(gè)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(cāng)卸料槽鏟挖合金小得多的力量。下面是用來(lái)將偏析作用減至最小的鐵合金料倉(cāng)的照片 灰鐵用孕育劑的選