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球墨铸铁中的镁和硫 时间:2015-09-09 点击量:        在铁水中加入镁的目的主要是对原铁水进行脱硫和脱氧。当原铁水正确脱硫后,在良好质量的球铁中,石墨将成长为球状而不是片状。在铁水中主要的镁脱硫反应如下:
       Mg+S=MgS
       这个反应公式直接意味着原铁水中较低的硫含量会减少生产良好质量球铁所需要的镁加入量。从下表所示的生产球铁时原铁水含硫量和需要的残余镁含量的关系可以看到:理论所需要的用于中和硫的最小镁加入量为镁硫比1:1。但是镁融入铁水之后,在转运和浇注过程中会发生气化蒸发(衰退),下表说明了建议的镁加入量以应对球化衰退。当原铁水中含有0.02%的硫,球化后衰退时间为12-15分钟,初始的残余镁含量的需求是0.05%。
生产球铁时原铁水含硫量和需要的残余镁含量的关系

球化处理前的原铁水中的硫含量(重量%) 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
最小的需要中和初始硫的镁加入量(重量%) 0.008 0.017 0.022 0.028 0.035 0.042
需要的最小的残余镁含量(重量%) 0.03 0.035 0.042 0.05 0.06 0.07
浇注温度高于1460℃和/或在酸性包衬的浇包中浇注时间为12-15分钟的球化衰退所需要的残余镁范围(重量%) 0.038-0.048 0.045-0.058 0.055-0.069 0.065-0.083 0.079-0.098 0.097-0.15
 
       镁与硫、氧的反应产物既可以是含有MgO、MgS和Mg-Si-O大尺寸的夹渣,也同时会生成一些小尺寸的MgO、MgS和Mg-Si-O微粒成为石墨球析出的核心。球化反应过程实际上是脱硫反应过程和脱氧反应过程。
       在0.018%S硫含量的原铁水中,加入1.0%重量的硅铁镁合金,最终的残余镁含量为0.033%,最终的含硫量为0.016%,球化率为50%。在0.010%S硫含量的原铁水中,加入1.0%重量的硅铁镁合金,最终的残余镁含量为0.030%,最终的含硫量为0.010%,球化率为90%。
       运用铸造模拟软件ProCAST中的热力学数据库,可以计算出各种金属合金的物理性能曲线,从而为铸造仿真运算和铸造工艺设计提供保证。
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