金属学与热处理 从表中可以看出,C、Si、Mn、S、P仍是主要成分元素。球墨铸铁化学成分的特点是, 含C、Si量较高,含Mn量较低,含S、P量低,并且有残留的球化剂Mg和RE元素,由 于球化剂的加入将阻碍石墨球化,并使共晶点右移造成流动性下降,所以必须严格控制其 含量。 球墨铸铁的显微组织由球状石墨与金属基体两部分组成。其中的球状石墨通常是孤立 地分布在金属基体中的,石墨的圆整度越好,球径越小,分布越均匀,则球墨铸铁的力学 性能也越高。球墨铸铁的金属基体组织除了受化学成分的影响外,还与铁液处理和铁液的 凝固条件以及热处理有关。随着成分和冷却速度的不同,球墨铸铁在铸态下的金属基体可 分为铁素体、铁素体+珠光体、珠光体三种,如图8.12所示。 。 (a)铁素体基球墨铸铁 (b)铁素体+珠光体基球墨铸铁 (c)珠光体基球墨铸铁 图8.12球墨铸铁的显微组织 2.球墨铸铁的球化处理与孕育处理 球化处理和孕育处理是球墨铸铁生长中两个不可缺少的重要环节,它直接影响到球墨 铸铁的组织和性能。目前对石墨球化机理的认识还很不一致,一般认为,石墨球化的本质 在于石墨与铁液界面能的变化。铸铁溶液中球状石墨的生长是一个非稳定生长,其生长过 程除与其本身晶体结构特性有关外,主要受影响石墨与铁液界面行为的因素控制。球化处 理就是通过影响石墨与铁液的界面行为来改变石墨结晶过程,从而得到理想的石墨形态。 1)球化处理 球墨铸铁生产中,铁液在临浇注前加入一定量的球化剂,以促使石墨结晶时生长为球 状的操作工艺称为球化处理。 目前,国内外广泛应用的球化剂主要有两类:镁系球化剂和稀土镁合金球化剂。 镁有很强的脱硫去氧能力,它与硫氧反应所形成的硫化镁、氧化镁都是很稳定的高熔 点化合物,这些化合物相对密度小,比较容易上浮到铁液表面。因此,当铁液中硫、磷的 含量较高时,球化剂镁的加入量就要增加,才能保证石墨顺利球化。当铁液中的硫降低到 0.01%~002%时,残留镁开始起使石墨球化的作用。 稀土镁合金球化剂中的稀土主要是铈,铈与硫和氧反应可形成稀土的硫化物、氧化物、 及硫氧化物。这些化合物熔点较高,相对密度与铁液相近,可以在铁液中稳定存在。 般认为,稀土的球化作用较镁差,且石墨球圆整性不如用镁球化过的石墨。稀土的突出特·172· 金属学与热处理 ·172· 从表中可以看出，C、Si、Mn、S、P 仍是主要成分元素。球墨铸铁化学成分的特点是， 含 C、Si 量较高，含 Mn 量较低，含 S、P 量低，并且有残留的球化剂 Mg 和 RE 元素，由 于球化剂的加入将阻碍石墨球化，并使共晶点右移造成流动性下降，所以必须严格控制其 含量。 球墨铸铁的显微组织由球状石墨与金属基体两部分组成。其中的球状石墨通常是孤立 地分布在金属基体中的，石墨的圆整度越好，球径越小，分布越均匀，则球墨铸铁的力学 性能也越高。球墨铸铁的金属基体组织除了受化学成分的影响外，还与铁液处理和铁液的 凝固条件以及热处理有关。随着成分和冷却速度的不同，球墨铸铁在铸态下的金属基体可 分为铁素体、铁素体+珠光体、珠光体三种，如图 8.12 所示。 (a)铁素体基球墨铸铁 (b)铁素体+珠光体基球墨铸铁 (c)珠光体基球墨铸铁 图 8.12 球墨铸铁的显微组织 2. 球墨铸铁的球化处理与孕育处理 球化处理和孕育处理是球墨铸铁生长中两个不可缺少的重要环节，它直接影响到球墨 铸铁的组织和性能。目前对石墨球化机理的认识还很不一致，一般认为，石墨球化的本质 在于石墨与铁液界面能的变化。铸铁溶液中球状石墨的生长是一个非稳定生长，其生长过 程除与其本身晶体结构特性有关外，主要受影响石墨与铁液界面行为的因素控制。球化处 理就是通过影响石墨与铁液的界面行为来改变石墨结晶过程，从而得到理想的石墨形态。 1) 球化处理 球墨铸铁生产中，铁液在临浇注前加入一定量的球化剂，以促使石墨结晶时生长为球 状的操作工艺称为球化处理。 目前，国内外广泛应用的球化剂主要有两类：镁系球化剂和稀土镁合金球化剂。 镁有很强的脱硫去氧能力，它与硫氧反应所形成的硫化镁、氧化镁都是很稳定的高熔 点化合物，这些化合物相对密度小，比较容易上浮到铁液表面。因此，当铁液中硫、磷的 含量较高时，球化剂镁的加入量就要增加，才能保证石墨顺利球化。当铁液中的硫降低到 0.01%～0.02%时，残留镁开始起使石墨球化的作用。 稀土镁合金球化剂中的稀土主要是铈，铈与硫和氧反应可形成稀土的硫化物、氧化物、 及硫氧化物。这些化合物熔点较高，相对密度与铁液相近，可以在铁液中稳定存在。一 般认为，稀土的球化作用较镁差，且石墨球圆整性不如用镁球化过的石墨。稀土的突出特