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铝元素对铸铁是无害残余元素,但对铸铁影响巨大!

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人气:-发表时间:2020-01-06 15:31【

铝元素对铸铁是无害残余元素,但对铸铁影响巨大!


   Al 常常作为无害的残余元素存在于铸铁中, Al 的主要来源是废钢、被污染的废铸件 (如含有活塞的缸体)、铁合金和炉料中的非金属夹杂物。

      

   铸造厂经常发生的问题是过量的 Al 引起氢针孔,众所周知, Al 对铁水的表面张力有影响,其结果是使得氢针孔缺陷易于发生。下面的数据显示了铁水中的 Al 和氢针孔趋势的关 系,结果显示,由于灰铁水的表面张力更低,使其比球铁更易发生针孔缺陷。当铝含量达到一定的水平(大约 0.2%)时,由于表面张力又开始上升,使得针孔发生的可能性降低。 最关键的 Al 含量范围是:对球铁是 0.05% - 0.2%,而对灰铁为 0.008% – 0.2%。结论是: Al 含量应该保持较低的水平,最好低于高风险区域。


    

    同时必须记住,铁水温度将影响表面张力,因此,铁水包 的良好保温十分重要。 Al 也 会增加夹渣的形成。

       

    Al 事实上没有孕育作用,但它可增加铸铁的硬度,且对球铁的球化率有害。应该知 道,虽然一般情况下铁水中 Ti 的含量比 Al 含量低一些,但在某种程度上 Ti 具有与 Al 同等Al 含量 (%)表 面 张 力的作用,两种元素对铁水的作用是共同的。铸造厂应同时检测和控制两种元 素的含量。

        

    许多别的元素也会与 Al 交互作用而影响铁水的性能,或者提高孕育能力,或者产生有 害的作用,如 Al 与 Ti 的共同在作用。

       

    即使少量的 Ti 存在于铁水中,也会使可承受的 Al 含量大幅度降低。下图显示了在球 铁中 Al 和 Ti 对氢针孔形成的共同作用。曲线以上部分极易形成针孔缺陷。


    在球铁中, Al 的允许含量是灰铁中的 5 – 10倍,目前尚无在灰铁中 Al 和 Ti 共同作用 对氢针孔形成的影响的相关数据,但有理由相信它们的影响应该与在球铁中时类似,因 此,在灰铁水中, Al 和 Ti 的含量都需要被同时检测。
        

    由于球化剂和孕育剂都含有一定量的 Al 和 Ti,因此知道它们确切的化学成 分十分重要。硅铁基合金中 Al 含量较高时其溶解性较好,但夹渣和针孔的增加应引起重 视,因此高 Al 合金只能用于加入量较低的情况(如随流孕育)。大量使用硅铁为炉料时应 特别注意 Al 的含量。
       

   氢针孔常常与其它类型的气孔有类似的特征,比如与氮气孔。氢针孔的特征之一孔洞 的内表面覆盖一层石墨,氢针孔如上图所示,该特征对氮气孔来说也是一样,因此有时很 难区分氢针孔和氮气孔。对氮、 Al 和 Ti 的全面检测有助于区分气孔内型,因为高 Al 和高 Ti 可能回促进氢针孔的形成,但同时也会有效的中和氮气形成 TiN 和 AlN 夹杂物。
     

   砂芯粘结剂的选择和潮模砂水分的控制对避免形成氢针孔和氮气孔也是十分重要的。   


南京麒麟科学仪器集团有限公司

检测中心

2019.01.06


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