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稀土在球墨铸铁中的作用

2021-12-20 10:18:09      点击:

镁、稀土和钙在铸铁中都有使石墨球化的作用,就对它们作用的综合评价而言,但是,在以镁作主要球化元素的条件下,如果配合以适当的稀土,就可以相得益彰、取得更好的球化效果。

    1.脱硫、脱氧

     镁、钙和稀土,在铁液中都有很强的脱硫、脱氧作用。就元素与硫、氧作用和生成硫化物、氧化物的自由能而言,稀土(铈)和钙脱硫、脱氧的能力都比镁强。但是,镁的沸点为1107℃, 进入铁液后迅速气化,对铁液有强烈的搅拌作用。同时,溶于铁液中的气体易于向气泡中扩散、析出,从而被气泡带出。铁液中的氧化物、硫化物夹杂也易于被气泡吸附一并排出。如果考虑反应动力学的因素,镁在铁液中脱氧、脱硫的作用实际上强于稀土(铈)和钙。

    2.抑制干扰元素的作用

    球墨铸铁中,有一些元素起反球化的作用,通常称之为干扰元素。干扰元素大致可分为两类:一类,有人称之为消耗型干扰元素,如硫、氧等,都易于与当前广泛应用的各种球化元素形成化合物。镁、稀土和钙都可以脱硫、脱氧,消除它们的负面影响,当然其本身也要因此而消耗掉一部分。

    3.对铸铁白口倾向的影响有其两面性

    溶于铁液中的稀土,促进形成碳化物的作用很强,是反石墨化元素,但是,在以镁为主的球化剂中配合以少量的稀土,因其具有增强孕育的作用,反而能使铸铁的白口倾向大为减轻。

可是,如果铁液中残留稀土量过多,就有增强铸铁白口倾向的作用。这种看似矛盾的现象,实际上并不矛盾,其原因是:稀土与硫、氧结合的能力很强,少量的稀土,很快就与铁液中的硫和氧作用,形成大量细小的硫化物和氧化物,为铸铁的石墨化提供了大量异质晶核,使石墨球的数量大幅度增加,便于铁中的碳向石墨球扩散,从而抑制白口的生成。如果稀土加入量多,除与氧和硫作用的以外,还有多余的溶于铁液,这部分残留稀土当然就会增强铸铁的白口倾向。

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