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表2.1-15抗磨白口鑄鐵牌號(hào)及化學(xué)成分(摘自GB/T8263-1999)

表2.1-16抗磨白口鑄鐵力學(xué)性能及應(yīng)用舉例(摘自GB/T8263-1999)

注：

1.牌號(hào)中的"DT"和" GT",，分別為“低碳"和“高碳"的拼音字母的字母,，表示含碳全的高低。

2.鑄鐵的熱處理規(guī)范和金相組織,，參見GB/T8263-1999。

3.鑄件在清理鑄件或處理鑄件缺陷過程中,，不能采用火焰切割,、電弧切割,、電焊切割和補(bǔ)焊。

一,、碳化硅是一種化合物,。二氧化硅與碳經(jīng)高溫?zé)Y(jié)形成碳化（Sic）呈晶狀。從70 年代開始,，我國煉鋼行業(yè)就用它來取代硅粉（矽粉）和碳粉,，作用是造渣和脫氧。

二,、碳化硅孕育劑就是在這一基礎(chǔ)上研究制的,。根據(jù)鑄鐵件的特點(diǎn)及熔煉工藝，我們適當(dāng)加入部份孕育材料,，制成碳化硅孕育劑,。碳化硅孕育劑分爐前用料和爐后用料，它的作用即能增硅又能起到增硅的效果（爐前用料Φ 2-3mm, 爐后用料 Φ2-3cm),。

2 ,、碳化硅孕育劑受到國家技術(shù)部門的肯定。碳化硅孕育劑研制出來以后經(jīng)過多次試驗(yàn),、完善,，最終通過了有關(guān)專家鑒定，取得了各項(xiàng)技術(shù)證書： ①,、獲得了市政府頒發(fā)的科技進(jìn)步獎(jiǎng),；②、獲得九屆,、博覽會(huì)“金獎(jiǎng)",；③、通過和制定了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),；④,、取得了產(chǎn)品合格證和資格證書；⑤,、經(jīng)過國家技術(shù)數(shù)據(jù)庫查新,，屬于。

3 ,、市場推廣：碳化硅孕育劑從 94 年開始研究 97 年投放市場到目前為止,，在四川省省內(nèi)已基本普及，在云南,、山東,、東北、新疆、江蘇,、上海等地推 廣使用,。廣泛用在汽車配件、鐵路配件,、閥門,、機(jī)床、可段鑄鐵（瑪剛）產(chǎn) 品上,。

三 ,、 碳化硅孕育劑在鑄鐵中起到的作用

1 、由于碳化硅（Sic）的含硅和碳,熔煉過程中硅（Si）進(jìn)入鐵水里,，碳（C）大多數(shù)燃燒,。值得提醒的是：在熔煉過程中，仍有少數(shù)碳化硅 （ Sic ）微粒進(jìn)入鑄件中（這是益處）,。

2 ,、由于碳化硅（Sic）微粒子進(jìn)入鑄件中起到核心基底作用，經(jīng)它為中 心形成核心,，碳化硅 （ Sic ） 微粒越細(xì),、越多生核能力。在TEM下觀察： 碳化硅（Sic）顆粒與基體界面結(jié)合良好,，顆粒周圍存在高密度位錯(cuò),，而結(jié)晶 增多以致晶粒細(xì)化，并且改變石墨形態(tài),，石墨長度變短,，A型石墨增加，D型 石墨減少,，共晶團(tuán)數(shù)量及珠光體數(shù)量明顯改善,。，當(dāng)鑄件中共晶團(tuán) 數(shù)量達(dá)到300個(gè)/mm時(shí)鑄件有縮孔傾向,，用碳化硅孕育的鑄件中共晶團(tuán)數(shù)量在130-250 個(gè)/ m ㎡范圍內(nèi),。綜上所述，由于碳化硅孕育劑生核能力強(qiáng),，能改變石墨形態(tài),，細(xì)化組織，從而提高機(jī)械性能及防滲漏,。

3 ,、脫氧
碳化硅 （ Sic ）在 煉剛中能脫氧。在熔煉中以及前包內(nèi)也能起到脫氧效果,， 固而減少氣孔和夾渣的產(chǎn)生,。

4 ,、增碳碳化硅 （Sic） 孕育劑分低碳和高碳，低碳型 C ＜10％,，不致于使鑄鐵件 增碳,；高碳型C≥23％，可使需碳的鑄件增碳,。碳當(dāng)量易掌握，從而可多加入 廢鋼得到理想的鑄件品,。

四,、碳化硅孕育劑的用法、用量及效益,。用法詳見碳化硅孕育劑使用說明書,。本品含硅（Si）量有50％、60％兩種,，含碳（C）分別在C＜10％,、C ≥23％，用量根據(jù)各廠需要與硅鐵 (Fesi75 ) 混用或單獨(dú)使用（計(jì)算加入）,。注意：（碳化硅投放量不得超過 1 2 ㎏/批料）,。

灰鑄鐵氣閥導(dǎo)管是重要的汽車配件，當(dāng)使用50％以上的回爐鐵,，并采用75Si-Fe孕育劑生產(chǎn)時(shí),，氣閥導(dǎo)管的縮孔發(fā)生率為30％～80％。給生產(chǎn)帶來了困難,。采用降低澆注溫度,，改變澆注系統(tǒng)，降低鐵水含磷等方法解決上述問題,，仍未收到明顯效果,。
近年來，國內(nèi)外稀土復(fù)合孕育劑的研究和應(yīng)用不斷深化和發(fā)展,，并已取得很大的進(jìn)展特別是稀土對(duì)鐵水的除氣,、凈化、孕育和球化等作用十分有效,。但在減少和鑄件縮孔,、縮松缺陷方面的研究還不多見，為了氣閥導(dǎo)管的縮孔缺陷,，進(jìn)行了稀土復(fù)合孕育劑的應(yīng)用試驗(yàn),。
，稀土復(fù)合孕育劑加入量小于0.14％時(shí),，鑄件仍產(chǎn)生一定的縮孔,；當(dāng)加入量大于0.17％時(shí),，鑄件力學(xué)性能下降
稀土復(fù)合孕育劑鑄件縮孔缺陷的作用機(jī)理分析如下：一方面化學(xué)性質(zhì)活潑的稀土元素與鐵水中的硫反應(yīng)生成的高熔點(diǎn)硫化物及部分稀土微粒極易作石墨形核的墓底，具有非自發(fā)核心的作用,，增加了石墨核心數(shù)量和石墨析出量,，細(xì)化了晶粒；另一方面,，具有良好吸附作用的稀土元素易吸附在奧氏體初生枝晶的界面上,，阻止了奧氏體初晶的再增長，這使共晶液數(shù)量越來越多,，從而也使共晶轉(zhuǎn)變時(shí)石墨析出量增加,，同時(shí)細(xì)化了枝晶。石墨析出產(chǎn)生的膨脹和晶粒的細(xì)化導(dǎo)致了鑄件的凝固收縮率明顯降低,，從而能減少以致鑄件縮孔缺陷,。

2.鑄件白口的高溫石墨化退火

鑄件冷卻時(shí)，表層及薄截面處,，往往產(chǎn)生白口,。白口組織硬而脆、加工性能差,、易剝落,。因此必須采用退火（或正火）的方法白口組織。退火工藝為：加熱到550－950℃保溫2～5 h,，隨后爐冷到500—550℃再出爐空冷,。在高溫保溫期間 ，游高滲碳體和共晶滲碳體分解為石墨和A,，在隨后護(hù)冷過程中二次滲碳體和共析滲碳體也分解,，發(fā)生石墨化過程。由于滲碳體的分解,，導(dǎo)致硬度下降,，從而提高了切削加工性。

3.球鐵的正火

球鐵正火的目的是為了獲得珠光體基體組織,，并細(xì)化晶粒,，均勻組織，以提高鑄件的機(jī)械性能,。有時(shí)正火也是球鐵表面淬火在組織上的準(zhǔn)備,、正 火分高溫正火和低溫正火。高溫正火溫度一般不超過950～980℃,，低溫正火一般加熱到共折溫度區(qū)間820～860℃,。正火之后一般還需進(jìn)行四人處理，以正火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,。

4.球鐵的淬火及回火

為了提高球鐵的機(jī)械性能,，一般鑄件加熱到Afc1以上30～50℃（Afc1代表加熱時(shí)A形成終了溫度） ,，保溫后淬入油中，得到馬氏體組織,。為了適當(dāng)降低淬火后的殘余應(yīng)力,，一般淬火后應(yīng)進(jìn)行回火，低溫回火組織為回火馬氏作加殘留貝氏體再加球狀石墨,。這種組織耐磨性好 ,，用于要求高耐磨性，高強(qiáng)度的零件,。中溫回火溫度為350—500℃回火后組織為回火屈氏體加球狀石墨,，適用于要求耐磨性好、具有一定效穩(wěn)定性和彈性的厚件,。高溫 回火溫度為500—60D℃，回火后組織為回火索氏作加球狀石墨,，具有韌性和強(qiáng)度結(jié)合良好的綜合性能,，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。

5.球鐵的多溫淬火

球鐵經(jīng)等溫淬火后可以獲得高強(qiáng)度,，同時(shí)兼有較好的塑性和韌性,。多溫淬火加熱溫度的選擇主要考慮使原始組織全部A化、不殘留F,，同時(shí)也避免A晶粒長大,。加熱溫度一般采用Afc1以上30～50℃，等溫處理溫度為0～350℃以獲得具有綜合機(jī)械性能的下貝氏體組織,。稀土鎂鋁球鐵等 溫淬火后σb=1200～1400MPa,，αk=3～3.6J／cm2，HRC＝47～51,。但應(yīng)注意等溫淬火后再加一道回火工序,。

6.表面淬火

為了提高某些鑄件的表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度,，可采用表面淬火,。灰鑄鐵及球鐵鑄件均可進(jìn)行表面淬火,。一般采用高（中） 頻感應(yīng)加熱表面淬火和電接觸表面淬火,。

7.化學(xué)熱處理

對(duì)于要求表面耐磨或、耐腐蝕的鑄件,，可以采用類似于鋼的化學(xué)熱處理工藝,，如氣體軟氯化、氯化,、滲硼,、滲硫等處理,。

鑄造:鑄件后處理
對(duì)清理后的鑄件進(jìn)行熱處理﹑﹑防銹處理和粗加工的過程。鑄件后處理是鑄造生產(chǎn)的一道工序,。
熱處理 為了改善或改變鑄件的原始組織﹐內(nèi)應(yīng)力﹐鑄件性能﹐防止鑄件變形和破壞﹐鑄件清理后﹐有的需要進(jìn)行熱處理,。鑄件熱處理一般有淬火﹑退火﹑正火﹑鑄態(tài)調(diào)質(zhì)﹑人工時(shí)效(見時(shí)效處理)﹑應(yīng)力﹑軟化和石墨化處理等。例如高錳鋼鑄件要求很高的耐磨性和足夠的韌性﹐其內(nèi)部組織應(yīng)為奧氏體,。為此﹐需對(duì)鑄件進(jìn)行淬火處理﹐即將鑄件加熱到奧氏體區(qū)域使其奧氏體化后﹐迅速淬水激冷﹐使奧氏體來不及轉(zhuǎn)變而保持下來,。這一過程也叫水韌處理或固溶處理。
分為矯正﹑修補(bǔ)和表面精整 3個(gè)方面,。有些鑄件在凝固﹑冷卻以及熱處理過程中產(chǎn)生變形﹐使部分尺寸超差﹐需用矯正的方法修復(fù),。矯正主要利用機(jī)械力量在室溫或溫態(tài)下進(jìn)行。當(dāng)變形量過大時(shí)﹐也可以在加熱爐內(nèi)利用鑄件自重或外加壓重進(jìn)行高溫矯正,。鑄件外部缺陷主要使用焊接手段修復(fù),。要求氣密﹑液密的鑄件的滲漏缺陷﹐則採用壓入堵漏劑的方法解決。鑄件表面粗糙和凹凸不平一般用懸掛砂輪和高速砂輪磨光精整,。
粗加工 鑄件交貨前﹐根據(jù)技術(shù)條件對(duì)局部進(jìn)行粗加工,。鑄件經(jīng)粗加工后﹐能及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷予以解決﹐并能減輕重量﹐還可使廢料和切屑能夠就地分類回用。
防銹處理 有些鑄件和機(jī)床鑄件﹐交貨前要求進(jìn)行防銹處理以防止運(yùn)輸和存放期間生銹,。一般是在檢驗(yàn)合格后刷上底漆,。