等溫淬火球墨鑄鐵的特性、生產(chǎn)技術(shù)及應(yīng)用 ——選自《鑄造工業(yè)》

②孕育辦法

孕育作用的好壞，孕育辦法比孕育劑的作用更大。在出產(chǎn)中常用工藝如下；

a. 倒包孕育：澆注前從運(yùn)轉(zhuǎn)包倒入澆注包時(shí)，添加孕育劑。添加時(shí)刻越接近澆注時(shí)，作用越好，添加孕育劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為0.1％，粒度一般小于5mm。

b．澆口杯孕育：將粒度為0.2～2mm的孕育劑放入帶拔塞的定量澆口杯內(nèi)，當(dāng)鐵液在澆口杯中有一 定量后拔塞充型，孕育劑添加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1～0.2％，適用于大型鑄件，見示意圖。

c. 隨流孕育：在茶壺式澆包或氣壓澆注包，側(cè)面裝有可控制孕育劑流量的漏斗，通過機(jī)械或光電管控制，使漏斗內(nèi)的孕育劑在澆注期內(nèi)均勻地隨流進(jìn)入鑄型（見示意圖）。孕育劑添加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1～0.15％，粒度20～40目，此法適用于中小鑄件在流水線出產(chǎn)或批量出產(chǎn)。

d. 型內(nèi)孕育塊孕育：見示意圖。孕育劑的首要成分是硅鐵，也可附加少量其他元素，如稀土、錳等。把孕育劑破碎成100篩號(hào)以下，用黏結(jié)劑結(jié)成固定的形狀，也可用鑄造辦法澆注成孕育塊，放在直澆道底部，參加量為鑄件質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.02％～0.05％。它適用于批量和流水線出產(chǎn)鑄態(tài)鐵素體鐵件。

澆口杯孕育 隨流孕育 孕育塊孕育

4）選用具有緊實(shí)、準(zhǔn)確的鑄型及合理的鑄造工藝

沈陽球墨鑄鐵凝結(jié)時(shí)有石墨分出，脹大量和鑄鐵液態(tài)縮短量大致附近。出產(chǎn)上能夠利用這種特色，選用剛性鑄型，避免鑄型脹大，取得無縮孔、縮松的鑄件。靜壓、高壓、揉捏、氣沖等高緊實(shí)度潮模造型、樹脂砂造型、金屬型覆砂、殼型填鐵丸、水冷金屬型等都是比較適合沈陽球墨鑄鐵出產(chǎn)的造型辦法，取得廣泛應(yīng)用。此外在鑄造工藝的考慮上，因球墨鑄件具有糊狀凝結(jié)的特色，凝結(jié)期間液體金屬流動(dòng)困難，冒口的有用補(bǔ)縮間隔短，只能起補(bǔ)充液態(tài)縮短鐵液作用，共晶團(tuán)間的縮松只能靠石墨化脹大來添補(bǔ)。因而對(duì)于大型雜亂、壁厚不均的鑄件，為使溫度常均勻，大量使用冷鐵和內(nèi)澆口渙散進(jìn)入的工藝。

沈陽球墨鑄鐵處理后，有許多粘渣，簡單隨鐵水流入型腔。應(yīng)在澆注體系上選用擋渣、撇渣設(shè)備。沈陽球墨鑄鐵易氧化，澆注時(shí)如呈現(xiàn)紊流、飛濺，將出產(chǎn)二次渣，為避免這類鑄造缺點(diǎn)，除控制較低殘余鎂量外，也在鑄造工藝上采納辦法，例如，加大澆注體系尺寸，改變各部份尺寸的比例等，使鐵水快速、平穩(wěn)無沖擊地充滿型腔，到達(dá)減少鐵水和空氣觸摸時(shí)刻及觸摸面的意圖。

沈陽球墨鑄鐵簡單呈現(xiàn)皮下氣孔，出產(chǎn)上也應(yīng)從造型資料上采納辦法，避免這類缺點(diǎn)。例如，添加型砂透氣性，下降水份，使用煤粉砂等。

沈陽球墨鑄鐵縮短與造型辦法、零件雜亂程度有很大聯(lián)系，改變很大，甚至呈現(xiàn)脹大現(xiàn)象。因而，制作模型時(shí)，應(yīng)結(jié)合零件的具體結(jié)構(gòu)來挑選縮尺比例。

三、等溫淬火工藝的確認(rèn)

1. 等溫淬火工藝

要使等溫淬火沈陽球墨鑄鐵具有優(yōu)異的力學(xué)性能，就必 須對(duì)其等溫改變的全過程進(jìn)行嚴(yán)格控制。等溫淬火沈陽球墨鑄鐵的強(qiáng)度和硬度取決于奧氏體化溫度和等溫溫度，合金元素和微區(qū)成分偏析則決定了奧氏體等溫改變的動(dòng)力學(xué)。為此，要嚴(yán)格控制的熱處理工藝參數(shù)有：奧氏體化溫度和時(shí)刻及奧氏體等溫改變溫度和時(shí)刻。

（1）奧氏體化溫度和時(shí)刻，奧氏體化溫度一般挑選在徹 底奧氏體化溫度以上30～50℃，多在850～930℃之間，溫度與含硅量聯(lián)系如表13所示。

表13 等溫淬火沈陽球墨鑄鐵最 低奧氏體化溫度與含硅量的聯(lián)系

Si(%)

溫度（℃）

Si(%)

溫度（℃）

2.2

810

2.8

847

2.3

815

2.9

854

2.4

821

3.0

861

2.5

827

3.1

866

2.6

833

3.2

875

2.7

840

其它合金元素也會(huì)影響奧氏體化的***溫度，可是它們并不像硅的影響那樣大。奧氏體化溫度改變范圍應(yīng)控制在±5℃～10℃。

為了下降等溫淬火沈陽球墨鑄鐵的硬度，改進(jìn)其加工性能、近來發(fā)展一種雙相ADI。它的奧氏體化溫度較低（750℃～850℃），等溫淬火前處于鐵素體+奧氏體+石墨三相共存區(qū)，等溫淬火后基體安排為針狀鐵素體、富碳奧氏體、渙散狀的先共析鐵素體和石墨，ASTM－879M中商標(biāo)750－500－11便是這種安排的鑄鐵，這種商標(biāo)的鑄鐵出產(chǎn)時(shí)要求參加較多的合金元素，才干保證其抗拉強(qiáng)度和屈從強(qiáng)度。

奧氏體化與不同等溫改變溫度對(duì)沖擊韌度的影響

至于奧氏體化時(shí)刻，首要意圖是使基體***改變?yōu)閵W氏體和使奧氏體到達(dá)碳飽和。試驗(yàn)表明，在試樣熱透后保溫15分鐘，已足以使基體***奧氏體化。保溫時(shí)刻首要決定于壁厚，一般是每25mm，保溫1小時(shí)。

（2）等溫溫度和時(shí)刻

奧氏體等溫改變溫度和時(shí)刻直接影響等溫淬火沈陽球墨鑄鐵的力學(xué)性能。對(duì)于每種不同成分的沈陽球墨鑄鐵來說，其奧氏體等溫改變過程是不相同的。應(yīng)具體挑選相應(yīng)的奧氏體等溫改變的條件。

在等溫改變過程中要求只有針狀鐵素體分出與成長，沒有碳化物分出。這是制定等溫處理工藝的關(guān)鍵。

因?yàn)楹辖鹪卦诠簿F(tuán)鴻溝可呈正偏析或負(fù)偏析，然后影響針狀鐵素體改變的快慢。如促進(jìn)石墨化元素Si、Ni、Cu等富集在共晶團(tuán)內(nèi)部，下降了奧氏體中的含碳量，有助于針狀鐵素體的構(gòu)成。因而，針狀鐵素體是在奧氏體晶界和石墨球界面上形核并長大的。

別的，在平衡條件下，高溫改變的針狀鐵素體碳的固溶量很低，跟著改變溫度下降，鐵素體碳的固溶量逐漸添加。因而，在沒有分出碳化物的條件下，更簡單得到安穩(wěn)的奧氏體。下圖是在不同等溫改變溫度下，碳在針狀鐵素體中的溶解量。

不同等溫改變溫度下碳在針狀鐵素體中的溶解量

奧氏體等溫淬火后其安排改變?nèi)缦聢D所示。奧氏體等溫改變（E－G）使含碳量增至1.8％～2.2％，這種奧氏體在室溫時(shí)熱力學(xué)和力學(xué)上都是安穩(wěn)的。這種高碳奧氏體加上碳過飽和的針狀鐵素體的混合安排是等溫淬火沈陽球墨鑄鐵所期望的安排。假如保溫時(shí)刻不行（E—F），此刻的奧氏體中含碳量僅1.2％～1.6％，這種奧氏體在室溫時(shí)是安穩(wěn)的，但受力或機(jī)械加工時(shí)會(huì)改變?yōu)轳R氏體。假如鑄件在等溫鹽浴中保溫時(shí)刻現(xiàn)延長（J－K），即發(fā)生第二階段的反響。此刻高碳奧氏體將分解為更加安穩(wěn)的鐵素體和碳化物，發(fā)生類似于鋼中的貝氏體。碳化物的呈現(xiàn)會(huì)下降伸長率和韌度?；瘜W(xué)成分、合金元素和球化率、石墨球數(shù)等要素對(duì)這兩個(gè)階段反響有影響。因而，等溫改變的時(shí)刻要取決于工藝條件、鑄件壁厚及冶金質(zhì)量等要素。