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鋁元素對鑄鐵是無害殘余元素,但對鑄鐵影響巨大!

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人氣:-發表時間:2020-01-06 15:31【

鋁元素對鑄鐵是無害殘余元素,但對鑄鐵影響巨大!


   Al 常常作為無害的殘余元素存在于鑄鐵中, Al 的主要來源是廢鋼、被污染的廢鑄件 (如含有活塞的缸體)、鐵合金和爐料中的非金屬夾雜物。

      

   鑄造廠經常發生的問題是過量的 Al 引起氫針孔,眾所周知, Al 對鐵水的表面張力有影響,其結果是使得氫針孔缺陷易于發生。下面的數據顯示了鐵水中的 Al 和氫針孔趨勢的關 系,結果顯示,由于灰鐵水的表面張力更低,使其比球鐵更易發生針孔缺陷。當鋁含量達到一定的水平(大約 0.2%)時,由于表面張力又開始上升,使得針孔發生的可能性降低。 最關鍵的 Al 含量范圍是:對球鐵是 0.05% - 0.2%,而對灰鐵為 0.008% – 0.2%。結論是: Al 含量應該保持較低的水平,最好低于高風險區域。


    

    同時必須記住,鐵水溫度將影響表面張力,因此,鐵水包 的良好保溫十分重要。 Al 也 會增加夾渣的形成。

       

    Al 事實上沒有孕育作用,但它可增加鑄鐵的硬度,且對球鐵的球化率有害。應該知 道,雖然一般情況下鐵水中 Ti 的含量比 Al 含量低一些,但在某種程度上 Ti 具有與 Al 同等Al 含量 (%)表 面 張 力的作用,兩種元素對鐵水的作用是共同的。鑄造廠應同時檢測和控制兩種元 素的含量。

        

    許多別的元素也會與 Al 交互作用而影響鐵水的性能,或者提高孕育能力,或者產生有 害的作用,如 Al 與 Ti 的共同在作用。

       

    即使少量的 Ti 存在于鐵水中,也會使可承受的 Al 含量大幅度降低。下圖顯示了在球 鐵中 Al 和 Ti 對氫針孔形成的共同作用。曲線以上部分極易形成針孔缺陷。


    在球鐵中, Al 的允許含量是灰鐵中的 5 – 10倍,目前尚無在灰鐵中 Al 和 Ti 共同作用 對氫針孔形成的影響的相關數據,但有理由相信它們的影響應該與在球鐵中時類似,因 此,在灰鐵水中, Al 和 Ti 的含量都需要被同時檢測。
        

    由于球化劑和孕育劑都含有一定量的 Al 和 Ti,因此知道它們確切的化學成 分十分重要。硅鐵基合金中 Al 含量較高時其溶解性較好,但夾渣和針孔的增加應引起重 視,因此高 Al 合金只能用于加入量較低的情況(如隨流孕育)。大量使用硅鐵為爐料時應 特別注意 Al 的含量。
       

   氫針孔常常與其它類型的氣孔有類似的特征,比如與氮氣孔。氫針孔的特征之一孔洞 的內表面覆蓋一層石墨,氫針孔如上圖所示,該特征對氮氣孔來說也是一樣,因此有時很 難區分氫針孔和氮氣孔。對氮、 Al 和 Ti 的全面檢測有助于區分氣孔內型,因為高 Al 和高 Ti 可能回促進氫針孔的形成,但同時也會有效的中和氮氣形成 TiN 和 AlN 夾雜物。
     

   砂芯粘結劑的選擇和潮模砂水分的控制對避免形成氫針孔和氮氣孔也是十分重要的。   


南京麒麟科學儀器集團有限公司

檢測中心

2019.01.06


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