Al 常常作為無害的殘余元素存在于鑄鐵中, Al 的主要來源是廢鋼、被污染的廢鑄件 (如含有活塞的缸體)、鐵合金和爐料中的非金屬夾雜物。
鑄造廠經(jīng)常發(fā)生的問題是過量的 Al 引起氫針孔,眾所周知, Al 對(duì)鐵水的表面張力有影響,其結(jié)果是使得氫針孔缺陷易于發(fā)生。下面的數(shù)據(jù)顯示了鐵水中的 Al 和氫針孔趨勢的關(guān) 系,結(jié)果顯示,由于灰鐵水的表面張力更低,使其比球鐵更易發(fā)生針孔缺陷。當(dāng)鋁含量達(dá)到一定的水平(大約 0.2%)時(shí),由于表面張力又開始上升,使得針孔發(fā)生的可能性降低。 最關(guān)鍵的 Al 含量范圍是:對(duì)球鐵是 0.05% - 0.2%,而對(duì)灰鐵為 0.008% – 0.2%。結(jié)論是: Al 含量應(yīng)該保持較低的水平,最好低于高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。
同時(shí)必須記住,鐵水溫度將影響表面張力,因此,鐵水包 的良好保溫十分重要。 Al 也 會(huì)增加夾渣的形成。
Al 事實(shí)上沒有孕育作用,但它可增加鑄鐵的硬度,且對(duì)球鐵的球化率有害。應(yīng)該知 道,雖然一般情況下鐵水中 Ti 的含量比 Al 含量低一些,但在某種程度上 Ti 具有與 Al 同等Al 含量 (%)表 面 張 力的作用,兩種元素對(duì)鐵水的作用是共同的。鑄造廠應(yīng)同時(shí)檢測和控制兩種元 素的含量。
許多別的元素也會(huì)與 Al 交互作用而影響鐵水的性能,或者提高孕育能力,或者產(chǎn)生有 害的作用,如 Al 與 Ti 的共同在作用。
即使少量的 Ti 存在于鐵水中,也會(huì)使可承受的 Al 含量大幅度降低。下圖顯示了在球 鐵中 Al 和 Ti 對(duì)氫針孔形成的共同作用。曲線以上部分極易形成針孔缺陷。
在球鐵中, Al 的允許含量是灰鐵中的 5 – 10倍,目前尚無在灰鐵中 Al 和 Ti 共同作用 對(duì)氫針孔形成的影響的相關(guān)數(shù)據(jù),但有理由相信它們的影響應(yīng)該與在球鐵中時(shí)類似,因 此,在灰鐵水中, Al 和 Ti 的含量都需要被同時(shí)檢測。
由于球化劑和孕育劑都含有一定量的 Al 和 Ti,因此知道它們確切的化學(xué)成 分十分重要。硅鐵基合金中 Al 含量較高時(shí)其溶解性較好,但夾渣和針孔的增加應(yīng)引起重 視,因此高 Al 合金只能用于加入量較低的情況(如隨流孕育)。大量使用硅鐵為爐料時(shí)應(yīng) 特別注意 Al 的含量。
氫針孔常常與其它類型的氣孔有類似的特征,比如與氮?dú)饪住溽樋椎奶卣髦豢锥?的內(nèi)表面覆蓋一層石墨,氫針孔如上圖所示,該特征對(duì)氮?dú)饪讈碚f也是一樣,因此有時(shí)很 難區(qū)分氫針孔和氮?dú)饪住?duì)氮、 Al 和 Ti 的全面檢測有助于區(qū)分氣孔內(nèi)型,因?yàn)楦?Al 和高 Ti 可能回促進(jìn)氫針孔的形成,但同時(shí)也會(huì)有效的中和氮?dú)庑纬?TiN 和 AlN 夾雜物。
砂芯粘結(jié)劑的選擇和潮模砂水分的控制對(duì)避免形成氫針孔和氮?dú)饪滓彩鞘种匾摹?nbsp;
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2019.01.06
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