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球墨鑄鐵管管件形成熱裂紋的理論原因和實際原因很多,但根本原因是鑄件的凝固方式和凝固時期鑄件的熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力。液體金屬澆入到鑄型后,熱量散失主要是通過型壁,所以,凝固總是從鑄件表面開始。當凝固后期出現(xiàn)大量的枝晶并搭接成完整的骨架時,固態(tài)收縮開始產(chǎn)生。但此時枝晶之間還存在一層尚未凝固舶液體金屬薄膜(液膜),如果鑄件收縮不受任何阻礙,那么枝晶骨架可以自由收縮,不受力的作用。當枝晶骨架的收縮受到砂型或砂芯等的阻礙時,不能自由收縮就會產(chǎn)生拉應(yīng)力。當拉應(yīng)力超過其材料強度極限時,枝晶之間就會產(chǎn)生開裂。如果枝晶骨架被拉開的速度很慢,而且被拉開部分周圍有足夠的金屬液及時流入拉裂處并補充,那么鑄件不會產(chǎn)生熱裂紋。相反,如果開裂處得不到金屬液的補充,鑄件就會出現(xiàn)熱裂紋。由此可知,寬凝固溫度范圍,糊狀或海綿網(wǎng)絡(luò)狀凝固方式的合金容易產(chǎn)生熱裂。
高Ca的孕育劑,如CaSi,兼有脫硫脫氧和防白口及增加石墨核的作用,在二十世紀五、六十年代多有使用,后來由于焦碳和鐵液質(zhì)量的改善,CaSi已很少單獨使用,偶見于與FeSi或FeSiRE復合使用。碳硅孕育劑中的碳(石墨)使這種孕育劑有十分的防止白口能力。對由高溫鐵液生產(chǎn)邊角多、壁厚較薄的灰鐵件時,較為適用。水壓薄壁件,有防滲漏要求時,亦可作為選項。球鐵生產(chǎn)中,碳硅孕育劑不應(yīng)使用。出鐵槽大劑量孕育由各種形式的后孕育所替代是孕育方法發(fā)展的大趨勢。后孕育要講究孕育劑的粒度大小和粒度均勻性,特別是包口隨流孕育和澆注流噴射孕育時,粒度偏大,熔吸不良將在鑄件中產(chǎn)生硬點、晶間夾雜物等缺陷。當采用孕育劑時,切忌孕育過量、以防縮孔、氣孔和石墨偏聚現(xiàn)象的發(fā)生。型內(nèi)孕育有多種方法,目前大多采用的是將塊狀孕育劑放在直澆道底部進行過流孕育,這種方法抓住了孕育的形核峰機,理論上可獲得的孕育效果。5.合金化鑄鐵常用的合金元素有Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等。其中Si、Mn、Cr、Mo、P以鐵合金形式加入,Cu、Ni、Sb、Sn以金屬形式加入,V、Ti以鐵合金或VTi生鐵形式加入。加入時機在爐后(沖天爐)、爐內(nèi)(感應(yīng)爐)還是爐前,需視它們的熔點、氧化性和密度等而定。為了便于高熔點鐵合金的熔吸,除控制粒度外,采用發(fā)熱合金劑或喂絲加入法是比較理想的措施。實踐表明,將一部分FeMn、FeCr與硅系孕育劑一起加入,對孕育有加權(quán)作用。在可能的情況下,推遲低合金化元素的加入時機,對性能影響有利。鵬瑞球墨鑄鐵管
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