PDF《灰铸铁中常见的冶金缺陷》

灰铸铁中常见的冶金缺陷 原因及对策 C.

M.Ecob 艾肯铸造产品部客户服务经理 C.Hartung 艾肯铸造产品部研发经理 侯继康 译QQ

499019670 摘要 有时候很多铸造能够分辨出灰铸铁中的冶金缺陷, 但相应的产生原因和对策却不是很清 楚.位于挪威的艾肯研究中心在检查报废的铸件时发现了一些铸造缺陷,本文将认真讨 论和研究这些缺陷. 气孔类的铸造缺陷是最难分类的,主要的关注应该集中在氢气孔、氮气孔、和一氧化碳 气孔. 其它要讨论的缺陷包括收缩、短片状石墨、和常见的铁素体边缘. 引言 虽然冶金缺陷只占多铸造厂产品缺陷的很小一部分, 但要分析其原因和采取正确的措施却是 及其费时和昂贵的.在本文中将根据艾肯研发中心的案例研究来描述一些最普通的冶金缺 陷. 在任何缺陷的检查过程中, 必须拥有良好的设备以便为正确的分析缺陷形成原因提供足 够的信息来避免错误,特别是当认为是主要原因的时候.其它的缺陷,像魏氏体石墨,就需 要高放大倍数的显微镜. 氢引起的针孔 氢气孔可能是代价最为高昂的一种缺陷, 因为一般它们在机加工后才显露出来, 在灰铁和球 体都会出现,常以圆球状出现在铸件表皮之下.由于气孔的内壁被石墨所覆盖,因此检查的 时候气孔内壁是黑色和发亮的.这种 气孔内壁石墨的析出导致了气孔外壁产生了石墨的耗尽的区域,这些图片显示在图

1 当中. 有几种因素能够引起单个的氢或成片的氢气针孔,最主要的原因就是铁液中的 Al 或钛与来 自型砂、潮湿的工具,或潮湿的耐火材料中的水汽发生反应.水汽的其它来源可能是湿的空 气或者被有污染的炉料、铁锈,型砂中积聚的死粘土也会使型砂的水分升高、也可能使用旧 的芯子,因为这些芯子会从潮湿的大气中吸收水分. Generated by Foxit PDF Creator ? Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 机加工暴露出的氢气孔 显示了具有内壁石墨膜的特写氢气孔 图1氢气针孔 通过将铁液中 Al 的含量限制在 200ppm 一下和最大程度的减小 Ti 含量和防止氢气孔的出现 和减少其发生的几率.对废钢的仔细控制、避免使用蠕墨铸铁的回炉料(如果用 Ti 生产) 和去除带釉的废钢有助于减少氢气孔的的产生.一些生铁也含有较多的 Ti. 应该采取措施来使所用的耐火泥和涂工刷涂料具干燥, 并向砂处理系统中加入足够的新砂来 阻止死粘土在型砂中的累积.型砂中的水分最好低于 3%,在浇注之前,芯子和涂料必须完 全干燥和熟化. 现在已经注意到提高浇注温度和提高碳当量能够减少这种特殊缺陷的发生几率. 氮气孔 灰铸铁经过机加工后出现的氮气孔 氮气孔周围石墨耗尽区域的特写 图2:氮气孔 氮气孔缺陷可能在铸件表面或皮下出现,图2是经过昂贵的机加工后处理后在铸件皮下 发现的氮气孔,氮气孔更容易在中等壁厚的铸件和靠近使用树脂粘结剂的芯子和造型材料. 氮气孔和裂隙状氮气孔一般形状不规则(与圆的的氢气孔相比较) ,垂直于铸件表面,可深 入铸件表面以下几个 mm.氮气孔内部都有连续的或者不连续的石墨析出膜,与这种析出膜 Generated by Foxit PDF Creator ? Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 相连的就是周围已经脱碳的基体组织, 图2清楚的显示了这一情况, 这这幅图片中还能看到 伸进 N 气孔壁内部的树枝状凸起.有时石墨会变得短而厚,这是氮含量高的典型信号. 系统中氮含量高是造成裂隙状氮气孔的主要原因,在冲天炉熔炼铸铁中,高的氮含量来 自于炉料中高比列的废钢,熔化这些废钢需要较多的焦炭;