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    Bi、Cu对大断面可锻铸铁的影响


     可锻铸铁是将一定成分的白口铸铁,经退火热处理后获得的1种高强度灰铸铁,其具有良好的塑性和韧性,但是浇注时因不易得到全白口热处理工艺复杂,时间长等原因,一般铸件厚度不超过25mm,本文采用Bi-u复合孕育的方法,制作大断面可锻铸铁,并就B-Cu对大断面可锻铸铁的影响进行了研究,结果表明,Bi在大断面可锻铸铁中对铸态依然有强烈阻碍石墨化的能力,就大断面而言,其含量必须超过一定值,才能使大断面完全白口。指出Cu在可锻铸铁中,引起了金属的空位和其他晶格构造上的缺陷,提高了原子的扩散能力,大大减少了大断面可锻铸铁第一、二阶段石墨化的时间,能使可锻铸铁组织细密、形态好,那么,对大断面可锻铸铁其作用又如何,作者模拟进行了探讨,得出了相似的结论。

      1试验条件和方法1.1试样制备采用中频炉熔炼,炉料为本溪生铁和废钢,出铁温度为1500~1550炉前加入Cu、Bi,用冲入法进行孕育处理,浇注成0 60mm抗拉试棒,本文所述金相图均取自于与编号相对应的抗拉试棒中心部位。

      12力学性能测试采用WE30型液压式万能材料试验机对抗拉强度和伸长率进行测定;硬度采用HB-300型布氏硬度计进行测定。

      表1试棒编号及成分试棒化学成分孕育剂加入量编号2铋含量对获得大断面可锻铸铁白口组织的影响铋对铁液具有脱氧作用,在脱氧的同时,被氧化成Bi2O3,Bi2O3的熔点为860K它在铁液中不能形成质点,成不了石墨结晶核心,不能促进石墨化,对获得全白口铸件无副作用,在氧化生成Bi2O3的同时,要从铁液中吸收热量,在铁液中造成许多显微低温场,当Fe3C生成时,要释放出一定的能量,这些低温场为Fe3C的形成提供了有利条件,扩大金属的白口倾向,将Bi2O3与Fe3C的生成能比较,生成Bi2O3吸收的能量是生成Fe3C释放出的能量的几十倍,据此,对于大断面可锻铸铁,依赖Bi能做到把原铁液的白口倾向扩大到足够保证获得全白口铸件的程度,2、3分别为1、2、3铸态金相图,为麻口组织,说明Bi含量低,不能形成白口组织,3组织基本相似即当珠光体+碳化物+鱼骨状莱氏体X500 3铜对大段面可锻铸铁石墨化的影响Cu虽然是1种弱石墨化元素,但在有利于碳化物形成的条件下,或用量少于0.5%时,铜在凝固过程中会阻碍石墨化,因此4、5、6号试棒中Cu对白口的产生无副作用,是试棒热处理工艺曲线,是试棒2、4、56在930°C保温时,组织中渗碳体量随保温时间的变化关系曲线,与的图形很相似,同单独用0.03%Bi孕育相比较,用0.03%Bi-0.30%Cu复合孕育,第一阶段石墨化时间可缩短3h,铁素体量与保温之间的关系曲线°保温时,在不同时间观察到试棒中铁素体量随保温时间变化的关系曲线,与的很相似。由图可见,随着保温时间的延长,试棒组织中铁素体量逐渐增加,其中用0.03%Bi~0. 3%Cu复合孕育比单独用Bi孕育时第二阶段石墨化时间可缩短至少约5h,单独加Bi孕育时,在730C保温13h后,仍有部分珠光体未完全分复合孕育时,约经过9hittp://www.cnki.net.96.珠光体就可完全分解,Cu细化了晶粒,缩短了碳原子的扩散距离,同时,铜的存在引起了金属中的空位和晶格的畸变,使铁和碳原子的扩散速度增大。在中也可看出随着Cu量的增加,第二阶段石墨化时间也进一步缩短,这是由于Cu是1种弱石墨化元素造成的。根据文崎1,Cu的含量不能太高,因为Cu的进一步增加会引起石墨形态恶化。同时过度的石墨核心出现,在退火过程中核心会不断长大,甚至会连成石墨网,从而使可锻铸铁性能大大削弱,在060mm断面中Cu的most佳含量应为0.3%.缩短可锻铸铁退火时间的途径不外乎就是降低渗碳体稳定性,提高碳原子的扩散速度和缩短碳的扩散距离,以上表明,Cu兼有两者作用,这一点对制作大断面可锻铸铁非常有利。

      4铜对大断面可锻铸铁组织的影响表2力学性能测试结果试棒编号与,而B-Cu复合孕育则不然,Cu提高扩散能力,克服了后一方面的缺点。

      30%Cu复合孕育,就可制作60mm左右大断面的可锻铸铁,而且性能优良。因此在一些耐热、耐磨场合,就可用可锻铸铁代替其他材料,以达到节省成本的目的。


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