球化处理方法、孕育处理方法.
球墨铸铁的球化与孕育处理工艺
（ ）。 ５ Ｓ
ｃ 强烈促进形成碳化物， ｒ 稳定珠光体 。 ｒ ｃ 的 加 入能提 高强 度 和硬 度 ， 加 入量 以不 出现 游离 但
碳 化物 为 限 ， 于高 韧性铁 素 体球 墨铸 铁要 严 格 对
限 制 （ ｒ 量 。对 于珠 光 体 球 墨 铸 铁 ， Ｃ） 当加 入 （ ｒ量 ０２ ０３ Ｃ ） ．％～ ． ％时 ， 即可起 到 显 著 的稳 定 珠
１０ ２ ） １０ ２
摘要 ： 综述 了球墨铸铁各种化学元素的作 用和成分 的控制范 围， 细介绍 了球墨铸铁 的球化与孕育处理工艺 。 详 分析 了单 加 纯 Ｍｇ Ｒ 或 Ｅ合金作为球化剂的缺点 ， 明球化剂应 以 Ｍｇ为主 、 Ｒ 说 以 Ｅ为辅 的原 因 ； 对冲入法 、 盖包法 、 喂丝法等球化 处理工 艺的优缺点进行 了比较 。 出了孕育处理对球墨铸铁生产的重要性 ， 指 列举 了球墨铸铁 常用孕育剂的成分范围， 并 介绍 了炉前一次孕育和多次孕育 、 瞬时孕育 、 随流孕育的特点 。 关键词 ： 球墨铸铁 ； 球化处理工艺 ； 孕育处理工艺 中图分类号 ：Ｇ ５ Ｔ ２５ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ３ ８４ （０ ２ ０ — ０ ７ ０ １０ — ３ ５ ２ １ ）４ ０ ３ — ６
往需要 进行脱 Ｓ处理 ；感 应 电炉熔 炼 由于不用焦 炭， 原铁液 州 Ｓ量一般在 ０ １％￣ ． ％。 （） ． ５ ０ ３ 不需要进 ０ ０
Ｒ Ｅ元 素 中和 ， 则会 引起球 化不 良。 Ｅ与 ｓ 否 Ｒ ｂ并
用 还可 以改 善大 断面件 的球 化 。
（ １微量 干扰 元素 。 １） 球 墨铸 铁 中常存 在 一 些 非 特 意加 入 的微 量
球墨铸铁的球化与孕育处理工艺
球墨铸铁的球化与孕育处理工艺摘要：中国的球墨铸铁产量占世界的三分之一以上，与美国相比，同一球墨铸铁件的抗拉强度相差不大，但延伸率和冲击值较低，力学性能达不到要求，已成为生产高强度、高韧性球墨铸铁的瓶颈。
本文通过严格控制材料化学成分、优化冶炼工艺和孕育工艺等措施，生产出了满足qt600-10性能要求的铸造状态铸件。
关键词：球墨铸铁；球化处理工艺；孕育处理工艺1前言中国的球墨铸铁产量占世界的三分之一以上。
与美国相比，同一牌号球墨铸铁的抗拉强度相差不大，但伸长率和冲击值均较低，说明我国球墨铸铁生产原液态铁的冶金质量还有待提高。
技术水平有待提高。
高强度、高韧性球墨铸铁已成为qt600-10、qt700-5等高性能球墨铸铁生产的瓶颈。
qt600-10铸态生铁具有成本优势大，抗拉强度和伸长率高，但不易控制，需要发展相对稳定的球化工艺和合金，以保证高强度和高伸长率。
2化学成分的选择Qt600-10具有高强度、高伸长率的特点。
考虑到最大的经济性，铸造工艺可以满足技术条件，但必须严格控制化学成分。
化学成分选择如下：1)碳当量选择碳当量主要是为了提高铸件性能，消除铸件缺陷，获得良好的铸件，提高力学性能。
一般来说，碳当量的选择接近共晶点。
2)球墨铸铁中的锰、硫和氧在球化过程中可以中和镁和铈，少量的锰可以起到合金化元素的作用。
为了保证高伸长率，欧姆(Mn)的控制范围为：0.4%~0.6%。
3)磷和磷不影响石墨的球化，但可溶于铁溶液中，降低了铁溶液的共晶温度和凝固起始温度。
容易发生偏析，(P)一般控制在0.05%以下。
4)硫硫是抗石墨球化元素，在稀土和镁中加入铁和硫化物部分，其余的球化，属于有害杂质，(S)一般控制在0.02%以下。
5)加入少量铜可以改善铸件截面结构的均匀性，对基体有固溶强化和沉淀硬化的作用。
铜的质量分数一般控制在0.3%~0.5%之间。
6）加入微量元素锡和质量分数0.04%~0.08%，基体中珠光体含量显著增加。
铸铁复习题(简单整理)
复习题：名词：1、遗传性:更换炉料后，虽然铁液的主要化学成分不变，但是铸铁的组织(石墨化程度、白口倾向以及石墨形态甚至集体组织)都会发生变化，炉料与铸铁组织之间的这种关系，习惯上称为遗传性。
2、碳当量:根据各元素对共晶点的实际碳量的影响，将这些元素的量折算成碳量的增减。
铸铁:是以铸造生铁为主要原料，经配料，化铁炉熔化并浇注成形的高碳系铁碳合金灰铸铁：通常是指具有片状石墨的铸铁，断口呈现灰色。
球墨铸铁：铸铁的金相组织中，碳主要是以球状石墨的形态存在的铸铁，在光学显微镜下看起来像片状，短而厚，头部较圆。
蠕墨铸铁：铁液在浇注之前，经蠕化处理和孕育处理，碳主要是以蠕虫状石墨的形态存在的铸铁。
可锻铸铁：将一定化学成分的铁液浇注成百口毛坯，经退火而获得的一种高强度铸铁。
合金铸铁:在普通铸铁中加入合金元素而具有特殊性能的铸铁 .低合金铸铁 :中合金铸铁 :高合金铸铁 :白口铸铁:是碳以渗碳体形态存在的铸铁，其断面为灰白色。
它是一种良好抗磨材料，适于磨料磨损条件下工作。
麻口铸铁:介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，其断口呈灰白相间的麻点状。
麻口铸铁中的碳既以渗碳体形式存在，又以石墨状态存在 . 成熟度 : 硬化度 : 相对强度 : 相对硬度 : 品质系数 : 3、熔化率:每小时能够熔化金属炉料的质量熔化强度 : q=Q/A 冲天炉熔化率/路内熔化带断面积。
送风量：冲天炉的风量以每分钟在标准状态下鼓风的立方米数。
送风强度:单位炉膛截面积的风量的大小炉体:至加料口下缘至第一排风口中心之间的炉身炉膛:炉体内部的空腔底焦高度:第一排风口中心线到底焦顶为止有效高度 :预热带 :熔化区:从铁料开始熔化至熔化结束这一段炉身高度过热区:将铁料熔化完毕至第一排中心之间的炉身高度。
炉缸区:第一排风口中心至炉底之间的炉体。
氧化带:从空气与焦炭接触的位置开始至炉气中自由氧消失， co2 浓度达到最大。
还原带 :CO2 与 CO 反应， CO2 开始减少 CO 增加，炉温降低。
喂丝球化孕育介绍
e) 线卷的米数在屏幕上可以显示出来(线卷余量在 500 米以上线卷显示为绿色，500 米到 200 米之间显示为黄色，少于 200 米显示为红色并闪烁)
f) 输入 FeSiMg 包芯线数据如下: 输入处理包内铁水的重量，铁水硫含量，温度，喂丝的速度 (取决于处理包的深度，铁水 的压力)，镁的吸收率以及球化处理后的目标残余镁量。基于这些参数和包芯线内化学成 分进行计算，得出要达到目标残余镁量需要加入的包芯线长度以及喂丝时间(棕色)。
图 3.a、没有密闭处理室的喂丝处理站设计
图 3.b、每次处理三吨铁水的处理站两种不同的设计
图 3.c、每次处理五吨铁水的处理站设计 2、喂丝机 （1）、单线喂丝机
此设备的发动机带动一个喂丝口，由 CPU 控制。包芯线的喂入速度可以通过主控制软件 进行调整。要控制调整包芯线的速度，使包芯线可以达到处理包的底部， 然后才开始从最低层 金属液开始发生反应，以保证 Mg 可以最大程度的被吸收。喂丝机装有一个开关，设定了米数。 在包芯线的米数达到设定米数时，喂丝机自动停止并抽出包盖下方的包芯线。此设备用于小型 包的球化处理，没有孕育处理工艺。
kg/吨铁水 (25% Mg) 最少 最多
13
22
11
18
-
-
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-
-
6
9
成本(6% Mg) (元/吨铁水)
球墨铸铁球化处理方法
2.1 炉料选择
球铁球化剂的加入效果条件是：高碳、低硅、大孕育量。
为了稳定化学成分和有效地控制促进白口化元素和反球化元素，保证熔炼铁水的质量，选用张钢Z14生铁，其化学成分：C＞3.3％，Si 1.25％～1.60％,P≤0.06％，
S≤0.04％。
2.2 球化剂的选择
球化剂的选用应根据熔炼设备的不同，即出铁温度及铁液的纯净度（如含硫量、氧化程度等）而定。
我国最常用的是稀土镁硅铁球化剂，采用这种球化剂处理时，由于合金中含硅量较高，可显著降低镁处理时反应的剧烈程度。
同时也能因增硅而有些孕育作用。
电炉生产时，因温度相对较高，所用球化剂的化学成分见表１。
表1 球化剂FeSiMg8Re7化学成分
项目
出铁温度
/℃S %
球化剂成分/%
Mg Re Si
电炉1420~1480≤0.047.0~9.0 6.0~8.0≤44.0
3 炉前控制
3.1 化学成分选择
球铁原铁液应高碳、低硅、低硫、低磷。
控制好硫的含量，是生产球铁的一个重要条件。
几种牌号的球铁的化学成分见表2。
3.2 球化和孕育处理
球化剂加入量应根据铁液成分、铸件壁厚、球化剂成分和球化处理过程的吸收率等因素分析比较确定。
一般为1.6％～2.0％，若球化剂放置时间较。
生产球铁铁素体基体低的原因
生产球铁铁素体基体低的原因有多个方面。
化学成分：铁素体含量与硅、锰等元素的比例有关。
当硅、锰含量过高时，会使铁素体含量降低。
因此，需要控制好原材料的化学成分，特别是硅、锰的含量。
冷却速度：冷却速度过快或过慢都会影响铁素体的形成。
冷却速度过快可能导致部分区域温度过低，从而抑制铁素体的形成；而冷却速度过慢则可能使整体温度过高，导致奥氏体晶粒长大，从而影响铁素体的形成。
因此，需要控制好冷却速度，以保证铁素体的正常形成。
球化处理：球化处理是生产球铁的关键环节之一。
如果球化处理不当，会导致石墨球形貌不佳，从而影响铁素体的形成。
因此，需要控制好球化剂的加入量和球化处理温度，以保证石墨球的球化效果。
孕育处理：孕育处理能够促进铁素体的形成。
如果孕育处理不当，如孕育剂的加入量不足或孕育温度过低，都可能影响铁素体的形成。
因此，需要控制好孕育剂的加入量和孕育温度，以保证铁素体的正常形成。
炉料：炉料的状态和成分也会影响铁素体的形成。
例如，如果原材料中含有较多的氧化物、硫化物等杂质，会降低铁素体的形成。
因此，需要控制好原材料的质量和加入量，以保证铁素体的正常形成。
总之，生产球铁铁素体基体低的原因是多方面的，需要从原材料、工艺参数等方面进行控制和优化，以保证球铁的质量和性能。
球墨铸铁
球墨铸铁球墨铸铁是指铁液经球化处理后，使石墨大部或全部呈球状形态的铸铁。
与灰铸铁比较，球墨铸铁的力学性能有显著提高。
因为它的石石墨呈球状，对基体的切割作用最小，可有效地利用基体强度的70％～80％灰铸铁—般只能利用基体强度的30％。
球墨铸铁还可以通过合金化和热处理，进一步提高强韧性、耐磨性、耐热性和耐蚀性等各项性能。
球墨铸铁自1947年问世以来，就获得铸造工作者的青睐，很快地投入了工业性生产。
而且，各个时期都有代表性的产品或技术。
20世纪50年代的代表产品是发动机的球墨铸铁曲轴，20世纪60年代是球墨铸铁铸管和铸态球墨铸铁，20世纪70年代是奥氏体-贝氏体球墨铸铁，20世纪80年代以来是厚大断面球墨铸铁和薄小断面轻量化、近终型球墨铸铁。
如今，球墨铸铁已在汽车、铸管、机床、矿山和核工业等领域获得广泛的应用。
据统计，2000年世界的球墨铸铁产量已超过1500万吨o球墨铸铁的牌号是按力学性能指标划分的，国标GB/T 1348－1988《球墨铸铁件》中单铸试块球墨铸铁牌号，见表1。
球墨铸铁中常见的石墨形态有球状、团状、开花、蠕虫、枝晶等几类。
其中，最具代表性的形态是球状。
在光学显微镜下观察球状石墨，低倍时，外形近似圆形；高倍时，为多边形，呈辐射状，结构清晰。
经深腐蚀的试样在SEM中观察，球墨表面不光滑，起伏不平，形成一个个泡状物。
经热氧腐蚀或离子轰击后的试样在SEM中观察，球墨呈年轮状纹理，且被辐射状条纹划分成多个扇形区域；经应力腐蚀即向试样加载应力后观察，呈现年轮状撕裂和辐射状开裂。
球墨是垂直0001面向各个方向生长的，从而形成很多个从核心向外辐射的角锥体二维为扇形区域，0001面即呈年轮状排列。
在SEM中看到的年轮状及辐射状条纹或裂纹，就是球墨晶体学特征的反映。
球墨铸铁一般为过共晶成分，因此球状石墨的长大，应包括两个阶段：①先共晶结晶阶段，球墨核心形成后，在铁液及贫碳富铁的奥氏体晕圈中长大。
②共晶结晶阶段，球墨周围形成奥氏体外壳，即球墨-奥氏体共晶团。
大型球铁件的生产技术
大型球铁铸件的熔炼技术天乾重工铸铁厂年生产能力铸件3万吨，以大中型铸件生产为主。
自2008年投产以来主要生产风电铸件、大型机床件、注塑机模板、核电机壳、各种缸体等等。
在大断面球铁铸件的生产中也积累了雄厚的技术基础，在同行业和客户中获得了良好的口碑。
今年我分公司发展再上台阶，与国内一些著名企业结成了战略合作伙伴关系。
有三一集团、陕鼓集团、杭州创研、海天集团、沈阳机床、中国一重、中国二重、上海迎风等核心客户。
形成了单件铸件超过了120吨的生产能力。
中捷横梁长度13米，铸件毛重87吨，最大壁厚300mm。
技术要求导轨面硬度不低于175HB，球化等级大于3级。
是标准的大型球铁件。
牌号：QT500-7 属厚大断面铁素体+珠光体球墨铸铁熔炼设备：20T+40T中频电炉浇注设备：25T+40T铁水包球化处理浇注造型工艺：呋喃树脂砂砂箱造型补缩工艺：外冷铁+自补缩容易产生的问题：球化衰退，石墨漂浮，碎块状石墨，反白口，缩松缩孔，中心部位石墨球数减少。
关键词：球墨铸铁，大断面，吨位大，球化等级，硬度，预处理一：原辅材料选用1 选用优质高纯生铁，生铁应属共晶成分，避免过共晶成分以避免生成过共晶的粗大石墨。
微量元素总量≤0.1%，Ti≤0.04%，微量反球化干扰元素的总量＜0.1%。
干扰元素分为两大类，一类是消耗球化元素型干扰元素，例如硫；另一类是晶间偏析型干扰元素，包括锡，锑，砷，铜，钛，铝等等。
在共晶结晶时，这些元素富集在晶界，促进碳在共晶后期形成畸形的枝晶状石墨。
P含量要求≤0.03%，避免产生磷共晶。
P 既显著升高塑-脆转变温度，又强烈降低球墨铸铁的上限冲击功，P对球铁的脆化危害作用主要是形成磷共晶（三元磷共晶，二元磷共晶）。
所以成为裂纹的发源地，同时加剧球墨铸铁的缩松倾向。
S含量要求≤0.015% 国内产自本溪和林州的生铁干扰元素少纯净度高，故适合生产大型球铁铸件。
2废钢选用纯净低锰低磷低硫无铁锈无涂层的碳素钢。
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③ 减小晶间偏析。
第六次课 讲解
孕育处理方法
1. 炉前一次孕育； 2. 倒包孕育； 3. 瞬时孕育； （1） 浇口杯孕育； （2） 浇包漏斗随流孕育法； （3） 孕育丝法； （4） 浇包孕育棒法； （5） 浮硅孕育；
（6） 型内孕育。
第六次课 讲解
球化处理方法
1. 冲入法； 2. 自建压力加镁法； 3. 转包法；
4. 盖包；
5. 型内法； 6. 钟罩法； 7. 密封流动法； 8. 型上法。
第六次课 讲解
孕育处理
孕育处理就是在浇注前或浇注过程中向金属液 中加入少量的某种物质，以影响金属液生核过程,从 而改变其凝固特性的处理工艺。 孕育处理的目的