稀土镁在球墨铸铁生产中的作用 不能失配

稀土镁在球墨铸铁生产中的作用 不能失配

  • 2015年10月17日 15:41
  • 来源:中国铁合金网

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  • 关键字:铸造 稀土镁
[导读]镁、稀土和钙在铸铁中都有使石墨球化的作用。作为实际应用的球化剂,就它们各自的综合评价而言,镁是居于首位的。但是,在以镁作主要球化元素的条件下,配以适当的稀土,可以得到更好的球化效果。
中国铁合金网讯:镁、稀土和钙在铸铁中都有使石墨球化的作用。作为实际应用的球化剂,就它们各自的综合评价而言,镁是居于首位的。但是,在以镁作主要球化元素的条件下,配以适当的稀土,可以得到更好的球化效果。
这里,只能简单地谈到稀土在与镁配合作为球化剂时的一些作用。
1.脱硫、脱氧
镁、稀土和钙,它们在铁液中都有很强的脱硫、脱氧作用。
就元素与硫、氧作用生成硫化物和氧化物的自由能而言,稀土(铈)和钙的脱硫、脱氧能力都比镁强。但是,镁的沸点为1107℃,进入铁液后迅速气化,对铁液有强烈的搅拌作用。同时,溶于铁液中的气体易于向气泡中扩散、析出,从而被气泡带出。铁液中的氧化物、硫化物夹杂也易于被气泡吸附并排出。考虑到反应动力学方面的因素,在铁液中,镁脱氧、脱硫的作用实际上强于稀土(铈)和钙。
2.对铸铁白口倾向的影响有其两面性
溶于铁液的稀土,促进形成碳化物的作用很强,是反石墨化元素,但是,在以镁为主的球化剂中配以少量的稀土,却可以使铸铁的白口倾向大为减轻;在加入量较多的情况下,却会增强铸铁的白口倾向。这种看似矛盾的现象,实际上并不矛盾,其原因是:稀土与硫、氧结合的能力很强,少量的稀土很快就与铁液中的硫和氧作用,形成大量细小的硫化物和氧化物,为铸铁的石墨化提供了大量异质晶核,使石墨球的数量大幅度增加,便于铁中的碳向石墨球扩散,从而抑制白口的生成。如果稀土加入量较多,除与氧和硫作用的以外,还有多余的溶于铁液,这部分稀土就会增强铸铁的白口倾向。
3.抑制干扰元素的作用
球墨铸铁中,有一些元素起反球化的作用,通常称之为干扰元素。干扰元素大致可分为两类:
一类,有人称之为消耗型干扰元素,如硫、氧等,都易于与当前广泛应用的各种球化元素形成化合物。镁、稀土和钙都可以脱硫、脱氧,消除它们的负面影响,当然本身也要因此而消耗掉一部分。
球化剂中含有稀土时,其硫化物和氧化物稳定性很高,粒度细小,在铁液中难以上浮,而且这些化合物与石墨晶格的失配度很小,可作为石墨析出的异质核心。球化剂镁的氧化物MgO的熔点高,稳定性好,在铁液中的溶解度低,但粒度稍大,可以上浮到表面成为浮渣,也可能被卷入铸件内部成为夹渣。同时,硫化镁(MgS)的密度低,易于上浮到铁液表面,但其稳定性较差,与氧接触后会形成氧化镁,将硫释放回铁液、再次与铁液中的镁反应。这种反应的不断发生,是单用镁作球化剂时球化易于衰退的主要原因之一。用稀土(铈)作球化剂时,衰退现象就不这么明显,形成夹渣的倾向也较小。
另一类是偏析型反球化元素,如钛、锑、铅、钒、铋等,在铸铁发生共晶转变时富集于共晶团之间,使石墨的形状畸变。镁抗干扰元素的能力差,而稀土元素抑制这类干扰元素有害作用的能力很强,铸铁中残留铈量(质量分数)为0.008%时,就能有效地控制干扰元素的反球化作用。所以,以镁为主的球化剂中加入稀土,可减缓球化衰退,而且形成夹渣的倾向也较小。(铸造网)
  • [责任编辑:Sophie]

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