等温淬火球墨铸铁的特性、生产技术及应用 ——选自《铸造工业》

②孕育办法

孕育作用的好坏，孕育办法比孕育剂的作用更大。在出产中常用工艺如下；

a. 倒包孕育：浇注前从运转包倒入浇注包时，添加孕育剂。添加时刻越接近浇注时，作用越好，添加孕育剂质量分数一般为0.1％，粒度一般小于5mm。

b．浇口杯孕育：将粒度为0.2～2mm的孕育剂放入带拔塞的定量浇口杯内，当铁液在浇口杯中有一 定量后拔塞充型，孕育剂添加的质量分数为0.1～0.2％，适用于大型铸件，见示意图。

c. 随流孕育：在茶壶式浇包或气压浇注包，侧面装有可控制孕育剂流量的漏斗，通过机械或光电管控制，使漏斗内的孕育剂在浇注期内均匀地随流进入铸型（见示意图）。孕育剂添加的质量分数为0.1～0.15％，粒度20～40目，此法适用于中小铸件在流水线出产或批量出产。

d. 型内孕育块孕育：见示意图。孕育剂的首要成分是硅铁，也可附加少量其他元素，如稀土、锰等。把孕育剂破碎成100筛号以下，用黏结剂结成固定的形状，也可用铸造办法浇注成孕育块，放在直浇道底部，参加量为铸件质量分数的0.02％～0.05％。它适用于批量和流水线出产铸态铁素体铁件。

浇口杯孕育 随流孕育 孕育块孕育

4）选用具有紧实、准确的铸型及合理的铸造工艺

沈阳球墨铸铁凝结时有石墨分出，胀大量和铸铁液态缩短量大致附近。出产上能够利用这种特色，选用刚性铸型，避免铸型胀大，取得无缩孔、缩松的铸件。静压、高压、揉捏、气冲等高紧实度潮模造型、树脂砂造型、金属型覆砂、壳型填铁丸、水冷金属型等都是比较适合沈阳球墨铸铁出产的造型办法，取得广泛应用。此外在铸造工艺的考虑上，因球墨铸件具有糊状凝结的特色，凝结期间液体金属流动困难，冒口的有用补缩间隔短，只能起补充液态缩短铁液作用，共晶团间的缩松只能靠石墨化胀大来添补。因而对于大型杂乱、壁厚不均的铸件，为使温度常均匀，大量使用冷铁和内浇口涣散进入的工艺。

沈阳球墨铸铁处理后，有许多粘渣，简单随铁水流入型腔。应在浇注体系上选用挡渣、撇渣设备。沈阳球墨铸铁易氧化，浇注时如呈现紊流、飞溅，将出产二次渣，为避免这类铸造缺点，除控制较低残余镁量外，也在铸造工艺上采纳办法，例如，加大浇注体系尺寸，改变各部份尺寸的比例等，使铁水快速、平稳无冲击地充满型腔，到达减少铁水和空气触摸时刻及触摸面的意图。

沈阳球墨铸铁简单呈现皮下气孔，出产上也应从造型资料上采纳办法，避免这类缺点。例如，添加型砂透气性，下降水份，使用煤粉砂等。

沈阳球墨铸铁缩短与造型办法、零件杂乱程度有很大联系，改变很大，甚至呈现胀大现象。因而，制作模型时，应结合零件的具体结构来挑选缩尺比例。

三、等温淬火工艺的确认

1. 等温淬火工艺

要使等温淬火沈阳球墨铸铁具有优异的力学性能，就必 须对其等温改变的全过程进行严格控制。等温淬火沈阳球墨铸铁的强度和硬度取决于奥氏体化温度和等温温度，合金元素和微区成分偏析则决定了奥氏体等温改变的动力学。为此，要严格控制的热处理工艺参数有：奥氏体化温度和时刻及奥氏体等温改变温度和时刻。

（1）奥氏体化温度和时刻，奥氏体化温度一般挑选在彻 底奥氏体化温度以上30～50℃，多在850～930℃之间，温度与含硅量联系如表13所示。

表13 等温淬火沈阳球墨铸铁最 低奥氏体化温度与含硅量的联系

Si(%)

温度（℃）

Si(%)

温度（℃）

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

其它合金元素也会影响奥氏体化的***温度，可是它们并不像硅的影响那样大。奥氏体化温度改变范围应控制在±5℃～10℃。

为了下降等温淬火沈阳球墨铸铁的硬度，改进其加工性能、近来发展一种双相ADI。它的奥氏体化温度较低（750℃～850℃），等温淬火前处于铁素体+奥氏体+石墨三相共存区，等温淬火后基体安排为针状铁素体、富碳奥氏体、涣散状的先共析铁素体和石墨，ASTM－879M中商标750－500－11便是这种安排的铸铁，这种商标的铸铁出产时要求参加较多的合金元素，才干保证其抗拉强度和屈从强度。

奥氏体化与不同等温改变温度对冲击韧度的影响

至于奥氏体化时刻，首要意图是使基体***改变为奥氏体和使奥氏体到达碳饱和。试验表明，在试样热透后保温15分钟，已足以使基体***奥氏体化。保温时刻首要决定于壁厚，一般是每25mm，保温1小时。

（2）等温温度和时刻

奥氏体等温改变温度和时刻直接影响等温淬火沈阳球墨铸铁的力学性能。对于每种不同成分的沈阳球墨铸铁来说，其奥氏体等温改变过程是不相同的。应具体挑选相应的奥氏体等温改变的条件。

在等温改变过程中要求只有针状铁素体分出与成长，没有碳化物分出。这是制定等温处理工艺的关键。

因为合金元素在共晶团鸿沟可呈正偏析或负偏析，然后影响针状铁素体改变的快慢。如促进石墨化元素Si、Ni、Cu等富集在共晶团内部，下降了奥氏体中的含碳量，有助于针状铁素体的构成。因而，针状铁素体是在奥氏体晶界和石墨球界面上形核并长大的。

别的，在平衡条件下，高温改变的针状铁素体碳的固溶量很低，跟着改变温度下降，铁素体碳的固溶量逐渐添加。因而，在没有分出碳化物的条件下，更简单得到安稳的奥氏体。下图是在不同等温改变温度下，碳在针状铁素体中的溶解量。

不同等温改变温度下碳在针状铁素体中的溶解量

奥氏体等温淬火后其安排改变如下图所示。奥氏体等温改变（E－G）使含碳量增至1.8％～2.2％，这种奥氏体在室温时热力学和力学上都是安稳的。这种高碳奥氏体加上碳过饱和的针状铁素体的混合安排是等温淬火沈阳球墨铸铁所期望的安排。假如保温时刻不行（E—F），此刻的奥氏体中含碳量仅1.2％～1.6％，这种奥氏体在室温时是安稳的，但受力或机械加工时会改变为马氏体。假如铸件在等温盐浴中保温时刻现延长（J－K），即发生第二阶段的反响。此刻高碳奥氏体将分解为更加安稳的铁素体和碳化物，发生类似于钢中的贝氏体。碳化物的呈现会下降伸长率和韧度。化学成分、合金元素和球化率、石墨球数等要素对这两个阶段反响有影响。因而，等温改变的时刻要取决于工艺条件、铸件壁厚及冶金质量等要素。