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铸铁中的铝超过一定范围后是有害元素 时间:2015-07-25 点击量:
    铸铁中的铝通常被认为是无害的残余元素。铝的主要来源是炉料中的废钢、受到污染的铸铁炉料(例如带有铝活塞的发动机缸体)、铁合金和有色金属搀杂物。
        
    经常在铸造厂发生的由于氢气析出造成的针孔缺陷应归因于过多的铝元素含量。普遍认为铝会影响铁水的表面张力,成为针孔缺陷可能的诱因。铝含量0-0.1%范围内,铁水的表面张力随铝的增加而下降,铝含量大于0.1%时,铁水的表面张力随铝的增加而上升。灰铁比球铁更容易发生针孔,因为灰铁的表面张力更低。铝含量大于一定的水平后(大约0.2%),其造成针孔的可能性降低,因为铁水的表面张力又开始升高。对于球铁,出现针孔的关键范围是0.05-0.2%,对于灰铁,出现针孔的关键范围是0.008-0.2%。所以,应该永远保持铝含量的低水平,当铁水出现针孔的风险很高时,铝含量应该低于上述范围。
 
    应该注意:铁水的温度会影响铁水表面张力,所以良好保温能力的浇包是至关重要的。铝也会加剧熔渣的生成,造成电炉性能不良、更多的浇包和保温包的维护工作、以及铸件中更多夹渣的风险。
 
    铝实际上没有孕育剂的效力,但是会提高铸铁的硬度,并且对球铁的球化率造成危害。同样重要并应注意的是:在一定程度上,钛起的作用和铝一样,虽然钛通常在铁水中的含量比铝少。并且,此两种元素有叠加效果,所以应该任何时候监测和控制此两种元素的含量。
         
    众所周知,许多元素可以和铝发生反应并影响铸铁性能,或者通过强化孕育效力或者通过铝钛的叠加有害作用。即使微量存在的钛也意味着铝的允许值会大幅度减小。比如, 当球铁铁水中钛的含量为0.1%时,允许的铝的含量只有0.075%;当球铁铁水中铝的含量为0.15%时,允许的钛的含量只有0.02%--超出这个直线函数范围,便会有很高的针孔风险。
 
    对于球铁,允许的铝含量大约是灰铁的5-10倍。关于铝和钛的叠加作用对灰铁的影响,目前尚无相关数据,但是有理由认为其影响和球铁相当并且两种元素都应被密切监控。
 
    因为球化剂(硅铁镁合金)和孕育剂都含有一定不同量的铝和钛,在选择相应合金时,对其化学成分怀有足够意识是非常主要的。硅铁合金含有较高铝会提高其熔化能力,但是其增加熔渣生成和针孔趋势应引起注意。所以,高铝含量的合金应只用于低合金加入量的场合(即随流孕育)。应该对大量的作为电炉炉料加入的硅铁合金提起注意。
 
    值得注意的是:氢气针孔缺陷通常会与其它气孔有类似的特征,如氮气孔。氢气针孔的特征是其内部表面有石墨表层。此特征在氮气针孔上也会发生,所以比较难以区分这两种气孔。有必要全面地调查氮、铝和钛的含量以确定气孔种类,因为高铝和钛含量会促进氢气针孔的形成但是同时会有效地通过形成TiN和AlN来中和氮。
 
      选择砂芯粘结剂组合以及湿型砂含水量,对于避免氢气针孔和氮气针孔缺陷也至关重要。
 
 
 
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