PDF《气体处理抑制过共 晶铁水 粗片》

三、畋 气处理揶 制高妒铁承糖 片初生石墨的原因分析1. N: 对 高炉铁 水粗 片初生石墨 的变质作用 大 量实验 表 明吹气 处理 具有较强的抑 制粗片初生 石墨的作用 为了探隶气体作甩 的机制,本实验 在 扫描 电镜 下观察 了铁水中捞 出的粗片初 生石墨的表 面 形貌,苘时与未吹 气的石墨 比较.观 察结果表 明 气体 处理 改变丁粗 片初 生石墨六方 晶体 的生长形貌. . 吹N 对粗 片初生石墨生长方式 的影响见 图1 O 所示 . 由图 可见 , N 明显 改变 了石墨的 生长方式.未吹 N ,石墨仅 由2~ 3个片层组成 , 吹N: 后 石墨片表面呈 浮凸结 构,高 倍下可见表面 片层 增多,各片层 重叠 且交 错 搭接, 出现众 多小六 方台阶 ,并 可见 有螺旋 位 错总体 台阶, 由此 证明 N原 子对 石墨片起 了变质作用 ,使 石墨晶体 生长从二 准晶板 向 螺旋位错方式转化. 文献 报导 吹入气体后 ,铁液中的氧分压降低,氧 原子将 向吹入的 气泡中扩散 而选出熔体外.脱氧 的结果,减少 了促进熔 体中石墨沿柱 面方向生长的表面活性元紊, 从而抑 制了片状 生长方式,使石墨片变小. 该文献 还报导 铁液 中 吹入 N 后 ,其 氮含 量从

0 .

0 0

6 6 增至0 .

0 0

8 8 , N原子在 粗 片初生石墨生长前沿吸附 有可能成为基面 { o o o i }面上的表面活性元素而 促使碳原子 向基面 扩散,造成电镜下所见的多层 凸台结 构.吹气后氧 量降 低,氨量提高,便石墨片 晶体柱面方 向的生长速度降低,基面方 向的 生 长速度提高,从而使石墨片总的生长速率 减小.由此说 明N对粗片初生石墨起了变质作用.2.气体对高炉铁水 中粗 片初生石 墨的 机械搅动 作用 由图 3和图7可 知气体处理完全消除了X250~以上的粗片生石墨,而低于此温维普资讯 http://www.cqvip.com 度有部分粗片初生石墨捞出.出此说 明≮体 处理对粗片初生石墨有搅动作用,搅 动结粜 将大 量粳 片初生石譬带进熔渣.在吹气过程中笔 者观誊筠品莹的石墨片从铁水表 面 飞出 的现象,同时在扒出柏 熔淹c有大小不 等的 石臻片存在.由于大量 的石墨 片被 卷出 残哪 妁石 核 心就 很缅、,它要在更 低盼温度才能长大剥临界上浮尺寸. 因此吹气处 理在l250℃以上 完全无粗鄱生 石翌片捞 出. b 一袁面浮 凸结 构( 吹￡)SEM *5

0 C一片层缔 构(未吹气 ) S EM *2

0 O d 一 多层 结构 ( 吹N! ) S EM x

5 q

0 图l

0 N

2 对浮石墨生长方 式的 影响_

四、结 论一1. 采用本实验方法可直接从实验室过共晶铁水 中获 得与高炉铁水相 同的粗 片初生 石墨,为定 量研究 气体 抑锕粗 片初生 石墨 的能力奠 定 了基础. 2.Ar 、CO 、N 和O 可 有效抑 制高炉铁水的粗 片初生 石疆,其中N 和O 的作用比Ar 、CO. 强烈,它们 能熊W T 减少9

0 % 以上 ,使I … 减少9

0 ,而CO 和Ar 可减少wT7O~8 O 蹦,使I…减少58~7

1 3 . 气体处理完全消除 了1250X]以上的粗片初 生石墨,使1

2 5

0 ℃以下的w 量降低 , 这是气体的搅 动作 用 的结果. 4. 加入7

5 S i Fe 和中碳锰 铁可使w T 减少5

3 %和6

2 , 进一步吹Ar 使WT.瘟少7

3 , 吹N使W T 减少8

2 %,但 这一 效果没有不加 合金时的好.5.7

5 硅铁 和中碳锰铁 的加 入温 度和 吹 气温度 对抑制粗片初生 石墨无 明显影 响. 6. N: 处理抑 制高炉铁 水粗 片初 生石墨的原 因是: N原子对粗片初生石 墨变 质作 用 和气体对粗 片初生 石墨搅动作用. 参考文献l铸铁冶金 学 .桃 壤工 业 出版 社,