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近年來，我國鑄件產(chǎn)量已躍居世界第一位，其中綜合性能最好的球墨鑄鐵產(chǎn)量占全部鑄鐵件的32.1%。孕育是謀求提高鑄件質(zhì)量的冶金技術(shù)的典型工藝之一。孕育這種工藝，原是從密烘鑄鐵的生產(chǎn)工藝導(dǎo)入的，其特點(diǎn)是將過去由沖天爐裝料口加入的原料改為往鐵水包中直接加入，雖然加入量少，卻能有效地防止配加廢鋼而導(dǎo)致的鐵水白口傾向。但是和球化衰退一樣，孕育作用也有衰退現(xiàn)象，即孕育效果隨著鐵水停留時(shí)間的增長而減退。為了縮短孕育處理至凝固完成時(shí)間的間隔，減小孕育衰退，目前在生產(chǎn)中已經(jīng)開始應(yīng)用后孕育，即二次孕育的處理方法。二次孕育中，孕育劑加入量的多少是控制孕育效果和鑄件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。本文在保持總的碳、硅含量不變的情況下，降低原鐵水含硅量，增加二次孕育硅量，從而研究了二次孕育對(duì)球墨鑄鐵組織的影響，并初步探討了二次孕育劑的加入量對(duì)球鐵石墨組織和基體組織的影響機(jī)理。

 

實(shí)驗(yàn)采用生鐵與廢鋼1∶5的比例(質(zhì)量比)進(jìn)行配料，原料的主要化學(xué)成分見表1。鐵液在20kg中頻感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔煉，考慮了二次孕育對(duì)成分的影響，通過硅鐵與電極石墨調(diào)節(jié)鐵液中的含硅量與含碳量，保證各試樣的最終碳硅量相同，1550℃出爐，球化處理采用傳統(tǒng)的沖入法，稀土鎂的加入量為1.1%，壓在包底，用硅鐵覆蓋，球化結(jié)束后扒渣。1#方案球化后直接澆注，2#、3#、4#方案分別加入0.1%、0.2%、0.3%的75硅鐵進(jìn)行隨流孕育澆注，樹脂砂造型，試樣尺寸Φ40mm×150mm。之后觀察組織，測量硬度。

 

表1 原料的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)

成分	C	Si	Mn	S	P	Mg	RE	Ca
Q12生鐵	4.40	1.10	0.15	0.02	0.05	-	-	-
廢鋼	0.52	0.315	0.55	0.024	0.021	-	-	-
稀土鎂	-	41.0	-	-	-	8.0	4.5	2.6

 

只進(jìn)行一次孕育處理易發(fā)生孕育衰退，石墨球數(shù)量少且球化率低。采用0.1%的硅鐵進(jìn)行二次隨流孕育可以使球鐵的石墨組織明顯得到改善。但為了擔(dān)心孕育衰退而進(jìn)行大劑量(0.2%和0.3%的硅鐵)的二次孕育反而容易導(dǎo)致石墨產(chǎn)生畸變，促使碎塊狀石墨的形成。采用0.1%的硅鐵進(jìn)行二次隨流孕育，基體中珠光體的含量略有增加，硬度提高。但當(dāng)采用0.2%和0.3%的硅鐵進(jìn)行二次隨流孕育時(shí)，由于碎塊狀石墨周圍碳的擴(kuò)散路徑較短，塊狀石墨區(qū)多為純鐵素體基體區(qū)，因此，硬度出現(xiàn)了急劇下降的現(xiàn)象。