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卡森生核剂系列

生核剂系列

K.SEN生核剂系列是一种在铁液熔化时或出铁水时加入的一种铸造用添加材,通过对铁液出炉前或出铁水时进行的预先干预反应,提高铁水的冶金质量,同时将O/S等控制在较低和稳定在一定水平的一种添加材。

引言一

对于壁厚在2.5mm-6mm的球墨铸件称为薄壁球墨铸铁,蔳壁铸件易引发的铸件缺陷为:易形成晶间碳化物:奥氏体枝晶与共晶晶粒析出后,其间的残留液体在快速冷速条件下容易形成晶间碳化物。室温下,得到的组织有铁素体+碳化物,或球光体+碳化物或铁素体+球光体+碳化物组织。薄壁球墨铸件的晶间碳化物多呈长条方向束状分布,与一般蜂窝状莱氏体的形态不同,针状晶间碳化物严重影响薄壁球墨铸铁的性能,故必须抑制碳化物的产生。

  增加石墨球数是消除薄壁球墨铸铁出现碳化物的有效方法,随着球数增加,早期凝固的体积分数加大,晶间的残余液体减少,提前结束共晶凝固,从而防止碳化物产生,此外,石墨球数多可缩短碳原子扩散距离,加速固相转化是Fe3C→C+3Fe相变。

引言二

厚大断面球墨铸铁由于冷却速度慢,凝固时间长,则铸件中容易出现球化衰退、石墨球数少,粗大、不圆整,石墨畸变(或碎块状)、漂浮及晶间碳化物等一系列缺陷,导致厚大断面球铁件力学性能下降。厚大断面铸件石墨形态变坏的原因简析为:1厚大断面铸件冷却缓慢,使凝固进程由通常的糊状凝固过渡到从外向内推进的海棉状凝固,此凝固方式不属于灰铸铁的逐层凝固,不具有坚实的外壳。2由于热学过冷小,石墨球附近的碳逸减值低,奥氏体晕不能快速形成,于是石墨球长时间与熔液接触,微量活性元素容易在石墨晶体上不均匀吸附,3受液流扰动影响,导致早期石墨不圆整,4慢封闭的奥氏体壳使碳不均匀沉淀,引起共晶生长阶段不圆整石墨形成。

 增加石墨球数、细化石墨球是抑制厚大断面铸件球化衰退和石墨畸变、碎块状石墨等缺陷中重要措施之一。

卡森生核剂具有降低铁水中氧含量的作用,可提高Mg的吸收率,较大幅度增加单位面积的石墨球数量,细化石墨球,提高石墨球圆整度和球化率,减少铸件缩松倾向。    

 1. 生核剂中的晶核微量元素与铁液中的元素发生反应后,生成的化合物大部分为1-3um左右的微小质点,它们的熔点均较高,在高温铁液中不易消失熔化,其比重与铁液相近,都悬浮在铁液中,这些微小而均匀的悬浮质点符合石墨结晶底衬的基本要素,凝固时成为结晶核心,对于球墨铸铁能较大幅度提高铸件的石墨球数(如石墨球数从200个/ mm2提升到300个/mm2甚至更多)促进石墨的圆整度,提升球化等级,

  2.生核剂中的活性六方晶体石墨:铁水中外加的石墨只要是六方晶格的晶体而不是其他形式的碳都可促使石墨成核,另外,铁水中富硅(Si)微区引起局部形成过共晶成分,微区中融熔的的“碳峰”,析出的石墨为非平衡石墨,此新生的石墨具有很高的活性,它与石墨的失配度为零,故碳原子容易直接在其上沉积析出成核,生核剂中直接含有六方晶体的晶体石墨,其融熔于铁水中时,可直接熔于铁水成为有效石墨形核,也可出现在富硅区成为非平衡石墨成核,具有双重成核保障。

卡森生核剂

 对于灰铸铁,通过预先与铁水干预反应,扩大了非均质形核范围,①可以促进共晶凝固阶段C大量析出并形成石墨,促进石墨化,②降低了铁液过冷度、减少白口倾向,③增加灰铁铁共晶团数,促进形成A型石墨,使片状石墨变少,减少或防止产生B型、D型石墨,从而提高力学性能,④减少了初生奥氏体的过冷度,消除了E型石墨产生的结构基础。


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