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1、第23卷第5期机 械 工 程 材 料Vol.23No.51999年10月MaterialsforMechanicalEngineeringOct.1999钡、钙在球墨铸铁中的作用河北科技大学材料科技研究所 河北石家庄0500543陈 光西北工业大学凝固技术国家重点实验室 陕西西安710072摘 要 从热力学和结晶学的角度,分析了钡与钙在球铁中的单独和联合作用。稀土、钙、钡首先与氧、硫化合,从而保护并给镁造成更好的变质条件,同时,生成的硫化物又是石墨结晶的核心,增加并细化石墨球。此外,钙与稀土联合作用,
2、使石墨球数进一步增加;钡可使钙的变质作用更充分、更长效。建议加强含钡钙稀土镁系多元复合球化剂的推广应用。主题词 球墨铸铁 球化剂 变质剂 稀土应用BehaviorofBaandCainDuctileIronHebeiUniversityofScienceandTechnologyShijiazhuangHebei050054PRCChenGuangNorthwesternPolytechnicalUniversityXi’anShaanxi710072PRCAbstractThebehaviorofB
3、a,Ba2Cainductileironwasanalyzedfromtheangleofthethermodynamicsandcrystallography.ItwasfoundthatRE,Ca,Bawerefirstlycombinedwithoxygenandsulfur,whichprotectedMgfromoxidizationandsulphidization,thereforeitsinoculatingconditionwasimproved.Simultaneously,the
4、sulphidebecamethenucleusofgraphite,andasaresult,thegraphitenoduleswereincreasedandrefined.TheadditionofBamakestheinoculationofCamoresufficientanddurable.ItwassuggestedthatthecomplexnodulizerwithBa,CaandREshouldbewidelyapplied.相似,在相当宽的温度范围内与氧、硫的亲和力都很1 引
5、言大,而且:球墨铸铁自40年代末、50年代初实现工业生$G°RES<$G°CaS<$G°BaS<$G°MgS<$G°MnS产以来,发展非常迅速,应用日益扩大,已在冶金矿$G°REO<$G°CaO<$G°BaO<$G°MgO<$G°MnO山机械、动力机械、机床、通用机械、汽车、拖拉机、农同时,它们对氧的亲和力也都比对硫的亲和力更大。[1]用机械、造船以至核工业等领域得到广泛应用。显然,Ca、Ba具有比Mg更强的脱氧、脱硫能进入80年代,球化剂中钡、钙的有益作用不断力,与Mg一起加入铁水中,主要与氧和硫化
6、合,这[2、3]被发现,发展了含钡钙球化剂。但有关研究工作就为Mg创造了良好的变质条件,并提高了Mg的主要集中在应用效果上,机理方面的研究还不够深残留量。入,特别是钡及钡与钙在球墨铸铁中的联合作用机图1是用Fe2Si2Ba合金变质的铸铁中硫化物[4][7]制研究还很少。本文结合试验研究结果,从热力学的扫描电镜分析。在合金加入量少的铁水中,Ba和结晶学的角度分析钡与钙在球墨铸铁中的作用。在硫化物的中心附近和Al、Si、O等共存(图1a),Ba以氧化物形式存在;当合金加入量多时,Ba在Mn、2 钡与钙在铸
7、铁熔体中的反应Ca的硫化物边界周围以薄膜状结晶析出,此时Ba钡的熔点为710℃,沸点高达1637℃,在铁水中形成硫化物(图1b)。这与热力学分析是一致的。不会变成气体,所以铁水中加入钡不会冒烟、发光和3 钡与钙的反应及在石墨结晶中的作用飞溅,与镁相比可以降低反应的激烈程度,改善工艺性能和劳动条件。在铁水中加入一定量的Ba、Ca,除了生成BaO、热力学分析表明[3、5、6],钙、钡与稀土、镁等元素CaO,还会形成BaS、CaS。生成的CaS、BaS与石墨的晶格失配度分别为-4.1%、+7.5%。而晶格失
8、配度3男 36岁 教授 工学博士小于6%的基底是非均质生核的高效核心,晶格失国家级科技成果重点推广计划(98010207A)、河北省自配度在6%_12%之间的基底是中等有效的非均质然科学基金资助项目(594113)生核的核心。所以,CaS是石墨生核的高效基底,BaS[8]1998210226收到初稿 1998212228收到修改稿是有效基底。CaS能与MnS形成(Mn,Ca)S,·6·©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDi
