孕育处理和过热保温对高硅铸铁性能的影响.docx

孕育处理和过热保温对高硅铸铁性能的影响陈国香肖军民(南昌大学机电学院南昌330029)摘要通过研究孕育处理和过热保温对高硅铸铁性能的影响,发现孕育处理和过热保温能改善高硅铸铁的性能,并获得了改善高硅铸铁性能和生产无气孔致密铸件的工艺参数。关键词高硅铸铁孕育处理过热保温中图分类号:TG215.4TG143.9文献标识码:AEffectoftheInoculationandOverheating2holdingonthePropertiesofCastIronwithHighSiliconChenGuoxiangXiaoJunmin(MechanicalandElectronicEngineeringcollege,NanchangUniversity,Nanchang330029,China)Effectoftheinoculationandoverheating2holdingonthepropertiesofcastironwithhighsiliconhasbeenAbstractinvestigated.Theresultsshowthatthismethodcanimprovethemechanicalpropertyofcastironwithhighsilicon.Theoptimizedtechnologyparametersforthepropertiesofthecastironandsoundcastingswithoutgasholesareob2tained.KeywordsCastironwithhighsiliconInoculationOverheating2holding高硅铸铁耐腐蚀性能较好,特别适用于制造承受静载荷并与各种强腐蚀介质(如各种温度和浓度的硝酸、硫酸、铬酸、有机酸和一系列盐溶液)接触的部件。其生产工艺简单,成本低,在某些介质中用它代替不锈钢可取得更佳的经济效益。但是,这种材料由于强度低、硬度高、脆性大且加工性能差,所以其使用范围受到限制。本文旨在不影响高硅铸铁耐蚀性能的前提下,研究孕育处理和过热保温对高硅铸铁性能的影响,寻找改善高硅铸铁性能的有效途径。化铁水,原材料为本溪生铁、废钢和75硅铁,铁水主要成分为:w(C)=0.8%～1.2%、w(Si)=12%～14%、w(Mn)=0.3%～0.8%、w(P)、w(S)≤0.08%。铁水熔化后控制熔炼温度和保温时间,孕育处理后于1300℃左右浇注,测定凝固过程中铸铁的缩孔体积和流动性,用铂铑2铂热电偶测量铁水温度。除每炉铁水浇注金相试样、三角试样外,部分炉次还浇注阶梯试块、拉伸试样和抗弯试样等。所有试样均采用湿砂型铸出,最后采用正交设计L9(34)进行试验。1试验方法2试验结果与分析2.1孕育处理的影响铸铁生产中已广泛应用孕育处理来改善其组织和性能;但在高硅铸铁的生产中仅有加入1#用10kg高频感应炉和150kg中频感应炉熔收稿日期:2001208221材料研究·2·材料开发与应用2001年12月稀土合金进行除气处理和孕育处理的报道1。在试验中,我们发现稀土合金虽有除气、净化铁水和细化晶粒的作用,但它使铸件硬度大幅提高,使加工性能原本较差的高硅铸铁更加难以加工。因此选用铸造生产中常用的RE2Ca2Ba、Si2Ba、Si2Sr和Al2Bi孕育剂进行试验,研究它们在高硅铸铁中的作用。加入各孕育剂后对铸铁硬度和组织的影响见表1和图1。表1不同孕育剂对硬度的影响孕育剂加入量/%HRCSi2BaRE2Ca2BaSi2SrAl2Bi00000.1333333333434.53938图1孕育剂加入后组织的变化400×由表1和图1可知,Si2Ba和RE2Ca2Ba孕育后铸铁硬度变化不大,但Si2Ba孕育使石墨更容易粗大;阶梯试块厚端侧面出现胀裂,在降低碳含量后,石墨变细小,胀裂消失。Si2Sr和Al2Bi孕育除使硬度有较大提高外,Si2Sr孕育使石墨沿晶间分布,Al2Bi孕育会使Bi等低熔点物质偏聚于晶界,这些均对组织性能有不利影响。为此选用Si2Ba和RE2Ca2Ba孕育作进一步试验,7炉试验结果见表2。表2Si2Ba、RE2Ca2Ba孕育剂对性能的影响Si2BaRE2Ca2BaA1A2A3A4A5A6A7加入量/%拉伸强度/MPaHRC88.3099.6893.4092.6098.65105.3086.6037.436.836.037.637.137.537.3由表2可知,Si2Ba和RE2Ca2Ba孕育都可以提高高硅铸铁的强度,与未孕育高硅铸铁的拉伸强度88.30MPa相比,RE2Ca2Ba孕育剂加入量为0.4%时,其拉伸强度为105.30MPa,比孕育前提高了21%;Si2Ba孕育剂加入量为0.3%时,其拉伸强度为99.68MPa,比孕育前提