球墨铸铁件常见缺陷及工艺措施 .pdfVIP

攀枝花学院

PanzhihuaUniversity

本科毕业设计（论文）

文献综述

院（系）：材料工程学校

专业：材料成型及控制工程

班级：2010级材料成型及控制工程2班

学生姓名：范家栋学号:201011102011

2013年12月4日

文献综述：

球墨铸铁件常见缺陷及工艺措施

摘要：本文对球墨铸铁件生产中常见的缩孔、缩松、夹渣、、皮下气孔、球

化衰退与球化不良缺陷及影响因素进行了详细分析,并根据实际情况提出了一些有

效的工艺措施措施。

关键词：球墨铸铁缺陷工艺措施

球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，具有良好的强

度和韧性,其机械性能与铸钢件相当,在耐热性、耐蚀性及耐磨性上优于传统的片

状石墨铸铁,而且在经济上球墨铸铁件生产成本低于铸钢件,因此高强度球墨铸铁

件在结构件上有取代铸钢的趋势。当然，球墨铸铁因其自身特性常产生一些常见缺

陷外的特有缺陷。这些缺陷影响铸件性能,使铸件废品率增高。为了防止这些缺陷

的发生,有必要对其进行分析,总结出各种影响因素,提出防止措施,才能有效降

低缺陷的产生,提高铸件的力学性能及生产效益。本文将讨论球铁件的主要常见缺

陷:缩孔、缩松、夹渣、皮下气孔、石墨漂浮、球化不良及球化衰退。

1缩孔缩松

1.1产生原因

缩孔的形状不规则，孔壁粗糙。防止缩孔产生的条件是合金在恒温或很小的

温度范围内结晶。铸件壁逐层凝固的方式进行凝固。液态合金填满铸型后。因铸型

吸热，靠近型腔表面的金属很快就降到凝固温度，凝固成一层外壳，温度下降，合

金逐层凝固，凝固层加厚，内部的剩余液体，由于液体收缩和补充凝固层的凝固

收缩，体积缩减，液面下降，铸件内部出现空隙，直到内部完全凝固，在铸件上部

形成缩孔。已经形成缩孔的铸件的铸件继续冷却到室温时，因固态收缩，铸件的外

形轮廓尺寸略有缩小,如缩孔的形成过程分为4个阶段见图1.

缩松为当合金结晶温度范围较宽时，在铸件表面结壳后，内部有一个较宽的

液、固两相共存的凝固区域。继续凝固，固相不断增多。凝固后期，先生成的树枝

晶相互接触，将合金液分割成许多小的封闭区域，当封闭区域内合金液凝固收缩得

不到补充时，就形成了缩松。缩松可以看成为许多分散的小缩孔，合金的结晶温度

范围愈宽，愈易形成缩松。缩松一般出现在铸件壁的轴线区域、热节处、冒口根部

和内浇口附近，也常分布在集中缩孔的下方，见宏观缩送形成图1.

。

图1.1球铁缩孔形成示意图

1.2影响因素

1.2.1碳当量

文献指出碳当量过高会推迟冒口中补缩金属的传输，结果使得冒口颈凝固过

早，补缩通道受到限制，在铸件中形成缩孔、缩松缺陷，而且高的碳当量还会促进

铸件胀大，增加补缩液量的要求.无缩孔、缩松铸件的碳硅含量范围为c%+si%/73.

；橘堂

等人的研究表明CE在4.5%到4.6%之间时获得无缩孔及缩松铸件，CE在大于4.6%

时易获得缩孔及缩松缺陷。

1.2.2残留镁元素

残留镁元素含量高导致缩孔、缩松倾向大，大致有三种影响机制：残留镁含

量高阻碍补缩，增大队冒口的要

；残留镁留亮过高阻碍石墨

；增加镁含量膨胀增加，因而加大对补缩的要

。

1.2.3稀土元素

在一定范围内的稀土元素能减少铸件的缩孔和缩松倾向，过量则增加白口倾

向，薄壁件可通过稀土铈来增加石墨球数来增加补缩。

1.2.4铸型强度的影响

由于球墨铸铁特有的糊状凝固特点，凝固过程中有石墨化膨胀阶段，其膨胀

量大约是灰铸铁的5倍，若铸型强度不够则会出现“胀型”或错箱缺陷，引起铸型

内型腔的变化，导致缩松倾向加

。

1.2.5孕育的影响

表面增大孕育量,加大铸件的收缩体型，增大缩松倾向；明高强度铸型强度

下，提高孕育量会减少缩松倾

。

1.3防止措施

1.3.1控制铁液成分:

保持较高的碳当量3.9%;尽量降低磷含量0.08%;降低残留镁量0.07%,采用

稀土镁合金来处理,稀土氧化物残余量控制在0.02%-0.04

。

1.3.2确保顺序凝固