孕育及孕育处理技术.doc

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1、孕育理论综述二铸工厂：刘思涛［摘要］本文汇总了有关于孕育剂的一些理论；简述了孕育及孕育处理的产生和发展过程；强调了孕育对铸铁质量提高的重要性；并根据前期工作中出现的问题，阐述了影响孕育效果的几种关键因素，对以后工作中孕育环节问题起到一定的预防作用。［关键词］:孕育剂孕育处理AlCa一、孕育及孕育处理发展铸铁是近代工业生产屮应用最为广泛的一种铸造金属材料。任何一•个优质的铸件，都必须是外形完好，内部致密，使用性能合乎要求；为了能使铸件达到要求，“孕育处理技术”便出现了。早在二十世纪初期，人们就发现了在铁水包屮加入不同材料所得到的益处；包括：第一次世界大战吋，德国发现用硅和铁屑作为添

2、加剂、欧洲工作者将烧焦的棍棒加入铁水屮，使铁水镇静和改善铸铁的加工性能。所有这些技术最大可能提供了足够的生核条件以防止铸铁凝固时过度过冷。密烘氏（Meehan）也进行了此方而的研究，1922年他中请了一种制造灰铸铁的新方法的专利。他发现加入硅钙或硅镁到白口铸铁屮能得到均匀的高强度铸铁件，他所发现的这种生产方法在半吋比其他方法生产的灰铸铁具有极人的均匀性，并能达到很高的强度，同时不硬又易于加工；他所采用的孕育方法是在出铁水时将孕育剂加入铁水包屮；孕育的效果是使这些受孕育的铸件达到所要求的机械性能和机加工性能。此后美国的主要研究室都致力于发展复合石墨化孕育剂，并且都得到了很大的成果，

3、这种研究一直延续到20世纪70年代，并且经过改良的新型孕育剂正在不断的向前发展。1948年球墨铸铁诞生后，开始研究的孕育剂被称为“后孕育剂”，其H的是为了控制石墨球的分布和尺寸。二、孕育及孕育处理定义、原理及其作用孕育应用于铸铁屮是很难下一个准确的定义的。各种资料的定义均不太相同。但是可以简短的概括为两种不同的称述方式：（1）浇注前在铁水屮加入一定量的硅合金，以改变石墨的分布，改善机械性能和减少白口。（2）保证使铸铁按奥氏体——石墨系凝固的过程。从30年代以来，人们提出了各种各样的孕育理论，除以下六种基本理论外，还有浓度不均匀理论、硫化物核心理论、多晶核说等等，这里只对六种基本理

4、论做一简单解释：1、硅酸盐——杂质学说此学说最早认为是加入硅孕育剂能产生大量的硅酸盐，即铁液屮S1O2和FeO的复合，它可作为石墨的外来晶核。后来有人认为SiCh结晶表而上的晶格间距与石墨晶格相似，它们可成为石墨结晶的基体作为石墨的外来核心。将硅铁加入O饱和的铁液屮，形成结晶状的SiOi,通过扩散、对流分布在铁液屮，创造了形成外来晶核的条件。在英国根据SiCh核心理论，已经在生产屮开发了一种“不加孕育剂”生产高强度铸铁的技术。其特点是：高温过热、饱含氧的铁水在浇注后的温度降低的过程屮，铁液屮的［Si］和［O］反应生成大量的SiCK它们作为石墨核心使石墨和基体细化，性能提高。2、气

5、体学说因为硅和添加合金屮的其它元素都是脱氧剂，所以可以认为合金的加入，使铁液屮的氧含量减少；从血影响到铸铁微观组织的变化。3、过冷理论在铁液屮添加合金，产生大量的核能起到防止出现过冷的作用，从而产生无方向性的A型石墨。4、石墨核理论此理论主张直接加入石墨来孕育铸铁，因为认为加入的硅能引起局部石墨核心的析出而形成片状石墨。5、碳化物稳定学说因为发现孕育过程屮伴随着的是白口的减少。所以此学说认为：改变炭化物的稳定性会影响片状石墨形成碳的可用性，因而影响石墨片的人小和形状。6、表面张力和表面能学说该理论认为孕育影响石墨的大小和形状，是因为从石墨金属面上提供或除去某种吸附物质，结果是表面

6、能发牛变化，因而促使某种形状的石墨的产生。其他理论依据这里就不在一一赘述，但是对于所有孕育理论来说都诠释了孕育处理和孕育剂的H的及作用——改变凝固特征和改善铸铁的机械性能。孕育的作用和效果是无需置疑的，孕育能够显著地改变石墨的分布，并同时改善机体组织，有益于机械性能和使用性能；铁液在凝固吋，碳是从铁液屮沉析出來附在铁液屮现有的核心上，铁液屮如果有足够的核心存在，碳就建立在已有的核心上，而不会再形成新的核心。孕育的作用Z—就是通过加入铁液屮的孕育剂来增加使碳析出的核心数H,铁液屮有更多的核心有助于形成较好的石墨形态。三、孕育剂的特性及应用关于孕育的定义及孕育处理的作用及原理，前而己

7、经做了归纳。就石墨铸铁而言，各国多以硅为基本的孕育元素。硅系孕育剂包括普通硅系和特殊硅系两个分支。作为孕育剂使用的75硅铁（普通硅系），应含有一定量的AL和C“。特殊硅系实际上就是在Si之外，复合了一种或数种其它元素的孕育剂，它多为特殊硅铁，亦有Si—Ca、C—Si的，复合的元素很多,主要有Ca、Ba、RE、Y、Sr、Al、Ti、Zr等，以达到强化孕育效果的H的。有时还配加Mn、Cr、Sb、Bi等强化基体及配合孕育的元素。复合还可以带可壬"—少匕特1称^的功J能nS，国际上孕育剂