球墨铸铁中Ti-Ce复合夹杂物的研究
La-Ce对GCr15轴承钢中夹杂物的改质效果及机理
La-Ce对GCr15轴承钢中夹杂物的改质效果及机理吴翔宇;董丙成;王梓菲;田钱仁;付建勋【期刊名称】《特殊钢》【年(卷),期】2024(45)2【摘要】为了探究稀土La-Ce对GCr15轴承钢中夹杂物的改质效果,采用了公称容量为1 kg的高温管式炉,冶炼了6炉不同La-Ce含量的GCr15轴承钢钢锭,借助光学显微镜、扫描电镜等表征手段,并结合Fact Sage热力学软件对不同La-Ce含量的GCr15钢中夹杂物的转化规律进行研究。
结果表明,未添加La-Ce的GCr15轴承钢中典型夹杂物为不规则状的Al_(2)O_(3)和MnS,La-Ce的添加会将其改质为类型较为复杂的稀土夹杂物,随着La-Ce含量的提高,1600℃下钢中夹杂物的转化规律为Al_(2)O_(3)→REAlO_(3)→RE_(2)O_(3)→RE_(2)O_(2)S→RE_(2)O_(2)S+RE_(x)S^(y)(RE为La-Ce)。
当La-Ce含量为96×10^(-6)时,Al_(2)O_(3)和Mn S均被改质为球状的RE_(2)O_(2)S·RE_(x)S^(y)复合稀土夹杂物,钢中夹杂物的数量处于较低水平且夹杂物的整体形貌控制较好。
【总页数】7页(P39-45)【作者】吴翔宇;董丙成;王梓菲;田钱仁;付建勋【作者单位】上海大学材料科学与工程学院先进凝固技术中心;山钢股份莱芜分公司技术中心【正文语种】中文【中图分类】TG142【相关文献】1.GCr15轴承钢中TiN复合夹杂物形成机理2.高碳铬GCr15轴承钢中镁铝夹杂物形成与控制工艺实践3.GCr15轴承钢LF精炼过程中夹杂物的演变机理研究4.稀土及热处理对GCr15轴承钢中夹杂物特征的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水冷金属型球墨铸铁管中夹杂分析及控制措施
水冷金属型球墨铸铁管中夹杂分析及控制措施樊永辉【摘要】对水冷金属型球墨铸铁管中夹杂进行分析,得出铁水中的碳含量和碳当量是影响铁管杂志含量的重要因素.此外,对铁水中的杂质来源进行分析和总结,发现铁水温度对杂志的影响较大.最后提出解决铁水中杂质含量过高的措施,旨在保证产品质量.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】2页(P159-160)【关键词】球墨铸铁管碳含量碳当量铁水杂质【作者】樊永辉【作者单位】安阳钢铁集团永通球墨铸铁管有限责任公司,安阳 455133【正文语种】中文球墨铸铁管做为自来输水管道的主要材料，与人们日常饮水健康息息相关，如果输水管道出现质量事故，会对人们的日常生活带来重大影响。
因此，提升球墨铸铁管的质量，是每个铸管人义不容辞的责任。
水冷金属型球墨铸铁管除了外形美观，重要的是内在质量有保证，例如水冷金属型球墨铸铁管延伸率较高（DN1000以上延伸率≥7%，DN1000及以下的管子延伸率≥10%）。
水冷金属型球墨铸铁管内在高质量除了可以控制好铁基体中石墨球化率和大小，更重要的就是能够解决管中夹杂问题。
下面本文就主要探讨一下水冷型球墨铸铁管中的夹杂分析和控制措施。
1 水冷金属型球墨铸铁管石墨杂质成分分析1.1 铁水中含碳量和碳当量的关系根据各种元素对共晶点含碳量的影响，将这几种元素含量以碳含量的增减形式表示，称为“碳当量”，以CE表示，为简化计算，一般只考虑硅、磷元素的影响，具体如式（1）所示。
将CE值与共晶点碳量（4.26%）相比，就可以判断出某一具体成分的铸铁偏离共晶点的程度，如CE值＞4.26%为过共晶成分；CE＜4.26%为亚共晶成分；CE＝4.26%为共晶成分。
“碳当量”的高低不仅能够衡量铸铁偏离共晶点的程度，还可以间接推断出铸造性能以及该铸铁产品石墨化能力的大小，是一个很重要的参数。
针对本文研究的离心球墨铸铁管，按不同管径控制碳当量CE值，其最终目的是为了控制铁管含碳量，若铁水中的含碳量逐渐降低，也即是减碳量增加，证明该离心球墨铸铁管石墨漂浮越严重，这时铁水表面一般都会有一层浑浊的膜，很难清楚干净，最终使得铁管内壁形成一层黑渣，这种黑渣这要是由漂浮的石墨和铁的二次氧化物掺和在一起形成的，会对饮水者造成健康危害。
铸铁表面原位合成TiC／A3Ti复合材料
铸铁表面原 位合成ＴＣ Ａａｉ ｉ／ ｌ 复合材料 Ｔ
施 伟 ，王树奇，崔向红
（ 江苏大学材料科 学与工程 学院，江苏镇 江 ２ ２ １） １０ ３
摘要 ：对Ａ．ｉ 体系进行热力学分析 ， １ ． ＴＣ 在氩气保护下进行热爆反应试验。采用铸造反应合成技术在铸铁表面原位合
作者简介 ：施伟 （ ８ 一 ，男 ，硕士生 ， 事钢铁 材料表 面强化研究 。Ｅ ｍ ｉ ｈ ｅ ｓ ２ ． ｒ １ ６） ９ 从 — ａ ：ｓｉ ｉ ＠１６ ｏ ｌ ｗ ｗ ｃｎ
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致密 度为４ ％～ ０ ０ ６ ％，在 １０。 ２ Ｃ下真 空干燥 ６ｈ 自然冷 并 却到室温 。采用Ｐ Ａ． Ｖ 水泥砂造 型 ，并用 ５ ％的Ｐ 水溶 ＶＡ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ｔｅｍ ｏ ｙ ａ ｃ ａ ａｙ ｉ ｎ ｈ ｒ ａ ｘ ｌ ｓ ｎ ｔｓ ｎ ａ ｒｏ ｔ ｓ ｈ ｒ ｏ — ｉＣ ｓｒｃ ： ｈ ｈ ｒ ｄ ｎ ｍｉ ｎ ｌｓｓ ａ ｄ ｔｅｍ ｌｅ ｐｏ ｉ ｅｔｉ ｎ ａｇ ｎ ａｍｏ ｐ ｅｅ ｆ ｒＡｌ ． ｏ Ｔ
收稿 日 ： ０ １ ０ — １ 期 ２ １ － ９ ２ 收到初稿 ，２ １－ １ １收到修订稿。 ０ １ １－ ５
ｘＡ ｉ ） １ 。将称 量好 的原 料粉 末在 行星式 球磨 机上 混粉 Ｔ ２ ，球料 比为３１ （ 为玛瑙球 ） ４ｈ ： 径 为 １ ５ ｍｍ的圆柱状坯 块 ，
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液将 干燥 后 的预制 块粘 固在铸 型表 面 （ 图１ ， 自然 见 ）
铸铁非金属夹杂物的形成原因与应对措施
、
用电解分离法发现 ： 铸铁中存在大量细小的
非铁 质 点 ， １ｃ ３ 每 ｍ 体积 内 ， 稳定 的氧化 物 （ 仅 如 ＳＯ 、ｅ Ｍｎ Ａ ， ） 达 ５０万个 ， ｉ， Ｏ、 Ｏ、１ 等 就 Ｆ Ｏ ０ 大部 分
微 粒 在 ０２ １ ｍ之 问 。用 定 量金 相 分 析 法 观 ．～ ． Ｉ ０ｘ
Ｆｏ ｍ ａ ｉ ｎ Ｒｅ ｓ ｎ ａ ｕ ｔ ｒ ａ ｕ ｅ ｆＮｏ — ｅ ａ ｎ ｌ ｓｏ ｓｏ ｓ ｒ ｎ ｒ ｔ ａ ｏ ｎｄ Ｃｏ ｎ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｓｏ ｎ Ｍ ｔ ｌ ｃ ｕ ｉ ｎ ｆＣａ ｔＩ ｏ ｓ ｏ Ｉ Ｚ ＨＡ ＮＧ ｅ — ｅ ， ＡＮＧ Ｆ ｎ ， ＨＡＯ Ｌ — ｈ ｎ Ｗ ｎ ｈ Ｗ ｅ Ｚ ｕ ｓｅｇ
功能元素 Ｍ ，Ｅ、ｌ ｇＲ Ａ 气体元素 Ｏ Ｎ、 、 ｉ ｔ 微量元素 ｓ 、ｓｓ 、ｉ ｂ ｎＡ 、 Ｂ、 ｂ Ｐ
【热坛讨论】关于球墨铸铁的一次与二次夹杂物问题的讨论
【热坛讨论】关于球墨铸铁的一次与二次夹杂物问题的讨论坛友rexxar提出：浇注球墨铸铁的铁水在进行球化处理时，由于Mg的脱氧去硫作用，会产生较多Mg的硫氧夹杂物。
当除渣操作不当或浇注系统撇渣不佳时，导致球化反应产生的夹杂物进入铸件，此为一次夹杂物。
浇注过程中，因浇注系统充型不平稳导致铁液表面的氧化膜进入铸件中，此为二次夹杂物。
对于两种类型的夹杂物，控制原铁水S、O含量，使用适当的球化孕育工艺均能减少其发生的概率。
对于一次夹杂物，合理的除渣操作，使用茶壶包、带撇渣作用的浇口杯、使用玻纤滤网和陶瓷滤片能够减少其发生概率。
对于二次夹杂物，合理的浇注系统设计以保证铁水平稳充型能减少其发生概率。
在湖南张家界举行第六届铸造标准论坛时，王泽华老师提出，使用减压内浇口，使铁液充型速度尽量满足临界充型速度要求，才能有效避免二次夹杂物的产生。
现在，问题来了，请大家讨论：1、如何在铸件上区分一次夹杂物与二次夹杂物（后附我司球铁夹杂物的磁粉探伤及金相组织照片，大家判断一下是什么类型夹杂物）？2、如何有效避免二次夹杂物（上面王泽华老师的观点，我们还未进行验证，大家有什么成熟的意见，请不吝分享）？附：工艺示意图，壳型背丸侧浇PS：我们曾经对这种缺陷进行过微区分析，结果表明：夹杂物中主要含Mg、O、Si元素，部分区域含S元素。
另有一些存在片状石墨的部位含Ca、Al等孕育剂特有的成分。
这与Karsay博士在《球墨铸铁浇口和冒口》一书中提出的夹杂物是硅酸镁(MgO·SiO2)的观点基本一致(Page83)。
我的疑问是：如何区别一次夹杂物与二次夹杂物？最好能够从形态特征上进行区分，以便采取相应的措施。
【以下摘录部分坛友的交流讨论回复】坛友zhjsdlc74：我认为王教授的观点是正确的，与John Camplell 的观点一样，尽量避免浇注紊流，减少bifilm缺陷。
虽然我没有做这方面的实践。
坛友chp0186：正如楼主所说：因除渣操作不当或浇注系统撇渣不佳导致球化反应产生的夹杂物进入铸件，此为一次渣。
A356铸造铝合金中夹杂物研究的进展
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含Ti复合夹杂物尺寸对针状铁素体形核的影响
含Ti复合夹杂物尺寸对针状铁素体形核的影响杨占兵王福明宋波王森北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083E-mail: fumingwang3@摘要：利用扫描电镜和能谱仪原位观察研究了中碳非调质钢中含Ti复合夹杂物的尺寸对晶内针状铁素体形核的影响，还观察了电解得到的此类夹杂物的形貌和尺寸分布。
结果表明含Ti夹杂物主要为钛铝氧化物与硫化锰复合，夹杂物尺寸多集中于3μm以下；1μm~3μm左右的夹杂物周围不仅能直接形成较多针状铁素体，并能间接促进协同形核，产生大量二次针状铁素体。
关键词：含Ti复合夹杂物；尺寸分布；针状铁素体；协同形核；中图分类号：TG115.21+3.31.前言焊接领域中首先发现在氧化物夹杂上可以形成无序分布，相互交错的针状铁素体，这种组织可以明显提高低合金结构钢焊接热影响区的强度和韧性[1-2]。
目前，这种组织也被应用于非调质钢中，以改善材料的韧性，获得较好的强韧性配比。
针对氧化物夹杂诱导晶内铁素体形核的机制，主要提出四种机理。
研究已经表明铁素体在夹杂物上形核与夹杂物的尺寸、形状和成分等有关。
但对于尺寸影响的报道不尽一致，以含Ti夹杂物为例，有计算表明[3]，当含Ti的夹杂物平均直径在0.25μm～0.80μm时，有利于针状铁素体形成；另有文献报道最佳尺寸应该大于0.4μm[4]，而且不同实验观察表明，有的含Ti夹杂物平均直径为2.4μm～3μm[5]，有的平均直径为3μm~5μm[6]。
另外夹杂物成分不同，最佳形核尺寸也会不同，如CaO和CeO2的最佳形核直径为0.1μm~0.6μm[7]。
本文研究了在中碳非调质钢中，含Ti的复合夹杂物尺寸对晶内针状铁素体形核的影响。
2.实验材料和方法本实验用钢具体化学成分如表1所示。
其中第2炉没有加Ti。
钢锭被锻造成φ10mm圆棒，具体工艺为开锻温度1200℃，终锻温度900℃，空冷。
金相试样经打磨抛光后，用4％硝酸酒精溶液浸蚀，利用LeicaDMRX型金相显微镜和LEO－1450型扫描电镜及KEVEX-Sigma能谱仪观察其显微组织及成分。
【分享一篇文章】球墨铸铁中夹杂物的微观分析
【分享一篇文章】球墨铸铁中夹杂物的微观分析采用扫描电镜及其自带的能谱仪研究了原铁液、球化后以及铸件试样中夹杂物的形貌和成分，通过电解萃取的方式将夹杂物从三类试样中提取出来后进行XRD分析。
结果表明：原铁液试样中夹杂物数量相对较少，球化处理后和铸件中夹杂物数量较多，通过电解萃取可以将球铁件中稳定的夹杂物提取出来，铸件中夹杂物主要由SiO2、MgO-MnO和MgO-FeO组成。
近年来，随着风力发电的快速发展，对风电铸件的需求量不断增加，风力发电中的大型零件，如轮毂、机座等都采用球墨铸铁进行生产。
铸件通常在低温严寒的恶劣工况下运作，因此，风电铸件的质量比一般厚大球墨铸铁件的要求更高，且必须拥有良好的低温韧性性能。
尽管近代精炼技术得到了长足的发展，但还是无法避免球铁件中夹杂物的产生，研究表明，夹杂物的存在对材料力学性能尤其是冲击韧性有明显的影响，由于夹杂物同基体金属的弹性、塑性有相当大的差别，在金属的变形过程中，夹杂物周围产生应力集中，造成材料韧性降低。
因此，有必要对球铁铸件中夹杂物进行系统的研究。
电解萃取法根据铸铁基体和夹杂物在电解液中的溶解电位不同，通过选择合适的电解条件可以使基体溶解，而非金属夹杂物以残渣的形式留存在阳极泥中，最后通过物理分离获得夹杂物并对其进行全面研究。
为了查明球铁铸件中夹杂物的来源、含量、分布以及存在形式，本研究采用电解萃取的方法将夹杂物提取出来，分析夹杂物的状态，旨在为企业的高品质球铁铸件生产过程中夹杂物对策的制定提供必要的参考。
试验材料与方法试验原材料采用高纯生铁、低碳钢废钢以及回炉料，在中频感应电炉中进行熔炼，取得原铁水试样a，然后用冲入法进行球化处理，炉前取样得试样b，接下来采用包内孕育，在浇注时进行随流孕育处理，采用呋喃树脂砂造型，在底注式浇注系统中完成浇注后取得铸件试样c，其牌号为QT400-18AL，化学成分如表1所示。
表1 试验铸件的一组典型化学成分（%）采用电解萃取装置对上述试样进行萃取，电解萃取工艺为：10%乙酰丙酮，1%四甲基氯化铵，余量为无水甲醇，恒流电流为0.6A，电解完成后将萃取产物静置沉淀离心。
球墨铸铁夹渣缺陷的成因及控制
球墨铸铁夹渣缺陷的成因及控制夹渣是球墨铸铁最常见的缺陷之一，在铸件中呈灰褐色，有的呈大片，有的呈斑点状分布在基体上。
夹渣出现，大大降低了球墨铸铁的延伸率和冲击韧性。
其成因多为：1、硫含量铁液中硫含量太高，铸件易产生夹渣。
球墨铸铁原铁液含硫量应控制在0.06%以下。
2、硅含量硅的氧化物是夹渣的主因之一，应尽量降低含硅量。
3、稀土和镁含量镁和稀土等元素氧化会导致夹渣，两者含量不宜太高。
4、浇注温度浇注温度太低，金属液内的金属氧化物不易上浮，易导致夹渣；温度太高，金属液表面的熔渣变得太稀薄，不易从铁液表面去除，随金属液流入型腔，造成夹渣。
5、浇注系统系统设计应合理，具有挡渣功能，使金属液平稳地充填铸型。
6、铸型铸型表面粘附多余砂子或涂料，导致夹渣产生；紧实度低且不均匀砂型也会导致夹渣。
为此控制措施为：1、尽量降低铁液中的含硫量（＜0.06%），必要时可用小苏打进行脱硫适当加入稀土合金（0.1%-0.2%）以净化铁液，尽可能降低含硅量和残余镁量。
2、适当提高铁液的出炉温度，适当镇静，以利于非金属夹杂物上浮，聚集。
扒净铁液表面的渣子，铁液表面放入覆盖剂（草木灰，珍珠岩等），防止铁液氧化。
选择合适的浇注温度，有资料指出：采用1300℃以上的浇注温度基本上可防止夹渣。
3、注意在铁水包中清除一次渣，球化处理后，必须多次扒渣，以免将非金属夹杂物留在铁液中造成夹渣。
4、浇注系统的设计要使铁液平稳地充填型腔。
浇口断面比灰铸铁要增大10%-15%，以增加浇注速度，缩短浇注时间。
另外，还可采用挡渣性能较好的浇注系统。
钛丝与铸铁原位合成TiC颗粒扩散行为研究
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第 １ ３卷 第 ３期
２ ０ １ ３年 Ｏ ９月
江 苏 建 筑 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｊ Ｉ ＡＮＧＳ Ｕ Ｊ Ｉ ＡＮＺ Ｈ Ｕ Ｉ ＮＳ ＴＩ ＴＵＴＥ
Ｖｏ １ ． １ ３№． ３
Ｓ ｅ ｐ ．２ ０ １ ３
钛 丝 与铸 铁原 位 合成 Ｔ ｉ Ｃ颗 粒 扩 散 行 为 研 究
（ １ ． Ｈｉ ｇ ｈ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ，Ｘｉ ’ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｘｉ ’ ａ ｎ ，Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ ７ １ ０ １ ０ ９ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ
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球墨铸铁中Ti-Ce复合夹杂物的研究
作者：郭文涛， 常国威， 李冲， 李青春， 陈淑英， 岳旭东， GUO Wen-tao， CHANG Guo-wei ， LI Chong， LI Qing-chun， CHEN Shu-ying， YUE Xu-dong
作者单位：辽宁工业大学 材料科学与工程学院,辽宁 锦州,121001
刊名：
铸造技术
英文刊名：Foundry Technology
年，卷(期)：2012,33(4)
1.陆文华;李隆盛;黄良余铸造合金及其熔炼 2008
2.王丽萍;郭二军;陈洪彬成分及工艺因素对球墨铸铁石墨漂浮的影响[期刊论文]-铸造技术 2007(06)
3.吴德海球墨铸铁 2006
4.于思荣;朱先勇;高乾合金元素对球墨铸铁抗热疲劳性能的影响[期刊论文]-铸造技术 2010(06)
5.张邦文冶金熔体中夹杂物一般动力学的理论研究及其应用[外文期刊] 2003(2)
6.杨锦;胡波;张炯明Q420钢中非金属夹杂物的分析[期刊论文]-铸造技术 2011(01)
7.Gregg J M;Bhadeshia H K D H Solid state nucleation of acicular ferrite on minerals added to molten steel[外文期刊] 1997(02)
8.石黑康英;村山尚志;千野淳Ti添加IF鋼(二)ぉける析出物高精度分析 1997(08)
9.李文超冶金与材料物理化学 2001
10.大野恭秀;(罔)村羲弘Ti-B系大人熟溶接用鋼のHAZ微視组(躐)の特徽 1987(08)
本文链接：/Periodical_zzjs201204004.aspx。