球墨铸铁缩松浅析.pdf

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1、生产技术ProductionTechniques球墨铸铁缩松浅析卢彬彬，许景峰，李永刚（潍柴重机股份有限公司滨海铸造厂，山东潍坊261001）摘要：介绍了球墨铸铁的凝固过程、特点以及对缩松缺陷的主要影响因素，并通过实例验证了球墨铸铁缩松缺陷的防治过程，工艺参数的合理制定与生产过程的严格控制是生产球墨铸铁件的关键。关键词：球墨铸铁；共晶凝固；缩松中图分类号：TG245；文献标识码：A；文章编号:1006-9658（2017）01-0046-03DOI：10.3969/j.issn.1006-9658.2017.01.0141球墨铸铁的共晶凝固特点衡凝固条件下，

2、先析出初析奥氏体，甚至过共晶球[1]球墨铸铁共晶凝固时石墨-奥氏体两相的离异墨铸铁在一些条件下亦是如此；③球墨铸铁的共生长特点，使共晶团生长到一定程度后，石墨球周晶结晶属于“变态”的共晶，一般称为离异共晶，即围即包裹一层奥氏体外壳，此时共晶团的生长依赖在共晶转变时，球状石墨先于奥氏体析出，两相均于碳原子由铁液穿过固态的奥氏体外壳扩散至石独立形核，没有平滑的共同结晶前沿，且在时间和墨球和铁原子由石墨球-奥氏体界面扩散出去，生空间上两相都是独立的。石墨球与奥氏体（此奥氏长速度会显著减慢，甚至基本不生长。而共晶凝固体包括继续生长的初生奥氏体枝晶、共晶奥氏体）的进行

3、要借助于温度进一步下降来获得动力，产生接触并被后者所包围形成共晶晶粒。新的晶核。即共晶凝固要在一个大的温度区间才能完成，这就导致了共晶凝固时存在大的液-固两3缩松的产生过程相区，即表现出“糊状凝固”的特性。缩松一般出现在铸件最后凝固的区域，缩松分在实际生产中，由于球化处理时脱硫、脱氧作为宏观缩松和微观缩松。用，球状石墨析出所需的异质晶核基本消失，使共宏观缩松的形貌特征为，其位于凝固过程不断晶凝固时需要更大的过冷度才能形核并长大；而一长大的奥氏体枝晶前沿交汇处，枝晶主轴沿径向由般球化剂中含有的镁和铈，均有降低共晶转变温度缩松区外围向中心成簇生长。缩松的形成原因

4、及的作用，使球墨铸铁的共晶过冷度进一步加大。所过程大致表述如下：枝晶前沿生长至缩松区域中心，以球墨铸铁有较大的白口倾向。并形成枝晶骨架，此时该区域的铁液被薄壁处（凝固速度较快的区域）体积收缩产生的抽吸作用吸走[2]2球墨铸铁的凝固过程，进而形成有上述形貌特征单个或蜂窝状的缩松自上世纪末开始，广大学者对球墨铸铁凝固孔洞。可见宏观缩松的形成处于凝固早期，在厚壁过程不断有新的认识，较为统一的观点认为：①对部位的枝晶形成骨架后，中心区域的铁液被抽吸作于亚共晶球墨铸铁，当温度下降至液相线温度以下用所吸走，即决定了缩松的形成，见图1所示。时，首先析出初析奥氏体；②共晶球

5、墨铸铁，在非平微观缩松又被称作显微缩松，无法用肉眼直接观察，且显微缩松与宏观缩松的形成过程和时间不同，某些学者的研究结论基本相同，都认为显微缩收稿日期:2016-07-07松是出现在粗大的枝晶与石墨-奥氏体共晶团之间稿件编号:1607-1431[2-3]作者简介：卢彬彬（1986—），男，工程师，主要从事铸造车间生产现场的间隙，而并非共晶团与共晶团间隙。这说明粗铸造工艺工作.46中国铸造装备与技术1∕2017ProductionTechniques生产技术大的奥氏体枝晶组织对显微缩松的形成有直接影力越强，铸件的缩松倾向越小。但是，碳当量过高响。时，在铸件厚壁

6、处易产生石墨漂浮缺陷，故需根据铸件结构、尺寸严格控制碳当量。一般认为：①控制CE=4.6%～4.7%以下时，可避免石墨漂浮；②当ωc+ωSi/7≥3.9%，为铸件致密区；③ωc/ωSi=1.18时，球铁铸件的体收缩、线收缩最小。随着生产技术的发展，铸造工作者对石墨化膨胀的产生的“自补缩”作用研究的不断深入，开始意识到石墨析出的时机对球墨铸铁的缩松有很大影响，即只有当铁液进出型腔的出入口被凝固组织封闭后，石墨析出的“自补缩”作用才能得到较好的发挥，故延后石墨析出的时机，避免共晶凝固前初生石墨的析出，对减轻缩松倾向有利。图1球铁宏观缩松形成过程示意图综上可知，在

7、不发生石墨漂浮且没有初生石墨微观缩松的形成过程可大致描述如下，在凝固的前提下，尽量提高碳当量，可有效降低缩松倾向。末期，粗大的枝晶将剩余的铁液分割成一个个体积而有些学者沿此方向进行了深入的研究，发现不等的小熔池，但它们并未被完全封闭，在枝晶进在没有初生石墨的前提下，亦需减少共晶过冷点至一步长大的同时，较小的熔池被先“吞噬”，此过程共晶再辉点间的石墨析出量，才可有效的降低缩松[5]中较大的熔池会通过枝晶间隙向邻近的较小熔池倾向。进行铁液输送，进而补充其凝固过程产生的体积收4.3孕育处理缩。随着凝固过程的继续进行，剩余的熔池被完全球墨铸铁中孕育处理的目的基本可以

8、概括为封闭，当石墨化膨胀的自补能力不足以补充其体积以