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鑄鐵平臺廠家介紹如何控制鑄鐵的生長

發(fā)表時間:2023年03月19日【

 鑄鐵平臺廠家介紹如何控制鑄鐵的生長:

在高溫下工作的鑄鐵件,其尺寸發(fā)生的不可逆膨脹現(xiàn)象即所謂的生長。生長不僅使鑄鐵失去強(qiáng)度,甚至?xí)茐呐c之接觸的其它構(gòu)件。鑄鐵的生長在CO/CO2氣氛中最嚴(yán)重,其次是空氣中,在真空和氫氣氣氛中也會發(fā)生少量的生長。

 
鑄鐵平臺等鑄件組織中的碳化物(包括先共晶碳化物,共晶碳化物,共析碳化物以及二次碳化物)在高溫下發(fā)生分解,析出二次石墨。二次石墨會使鑄件出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的體積膨脹。據(jù)測算,碳化物每分解出1%的碳,鑄件體積大約增加2.0-2.4%,鑄件外形尺寸相應(yīng)增大。
 
①低于相變溫度的生長:又稱低溫生長發(fā)生在400-600℃范圍內(nèi),生長機(jī)制是珠光體分解為鐵素體和石墨。石墨的析出是體積膨脹的過程。理論上,1%的化合物碳轉(zhuǎn)變?yōu)槭潴w積要增大2.4%左右,而鐵素體的析出則使鑄件力學(xué)性能下降。因此鑄鐵的低溫生長與珠光體的分解密切相關(guān)。溫度越高,越接近相變溫度,鑄鐵的生長量越大,同樣珠光體的穩(wěn)定性越差,珠光體的分解量越大,鑄鐵的生長量也越大。
②在相變溫度范圍內(nèi)的生長:如果鑄鐵將在相變溫度范圍內(nèi)生長,并不斷通過相變溫度范圍,使鑄鐵周期性發(fā)生相變,會導(dǎo)致相當(dāng)大的災(zāi)難性生長。鑄鐵在加熱時,α轉(zhuǎn)變?yōu)?gamma;,由于石墨不斷溶于γ內(nèi),在原石墨處就會留下微觀空洞,隨著溫度的升高,溶入的石墨越來越多,留下的微觀空洞也就越多;而在冷卻過程中γ又不斷地析出石墨,此石墨沿原空洞處析出的可能性很小,結(jié)果再次造成因石墨析出而發(fā)生的體積膨脹。這種膨脹是不可逆的。
③高于相變溫度的生長:高于相變溫度時,氧化將會非常嚴(yán)重,氧化導(dǎo)致的鑄鐵不可逆體積增大將占主導(dǎo)地位。
引起鑄鐵平臺等鑄件鑄鐵生長的原因:
①內(nèi)氧化。氧滲入金屬內(nèi)部,發(fā)生內(nèi)氧化。由于氧化物的體積大于金屬本身,故引起鑄件體積的不可逆膨脹。氧滲入的通道是氧化膜中金屬與石墨邊界的微裂紋,金屬中的孔隙,石墨燒損后的空洞等。當(dāng)反復(fù)加熱與冷卻到相變點(diǎn)時,由于相變應(yīng)力使石墨和金屬之間產(chǎn)生微裂紋,內(nèi)氧化加劇,此時的生長特別劇烈。
②滲碳體分解。高溫下滲碳體分解形成石墨,體積增大。
③循環(huán)相變。加熱時石墨溶于奧氏體中,冷卻時石墨又從奧氏體中析出。每一次加熱冷卻循環(huán)中不斷地產(chǎn)生微小裂隙,使鑄件體積增大,同時相變應(yīng)力也會促使鑄件體積增大。
 ④氣氛中碳沉積。在CO/CO2氣氛中工作的鑄鐵件,生長特別劇烈。這是因?yàn)镃O=CO2+C的反應(yīng)中,不斷有碳沉積在石墨上,使體積增大,基體產(chǎn)生微裂紋,氧更容易進(jìn)入內(nèi)部氧化所致。
 
鑒于鑄鐵平臺、機(jī)床鑄件等鑄鐵的生長原因,為防止或減少鑄鐵的生長,可采取以下措施:
①加入硅、鉻、鋁等合金元素,提高鑄鐵的抗氧化性。
②加入合金元素穩(wěn)定珠光體,提高珠光體分解溫度。如加入少量的鉻、錳或微量的錫等元素以穩(wěn)定珠光體,提高滲碳體分解溫度,提高抗生長性能。
③加入合金元素提高或降低共析相變點(diǎn)。
④減少珠光體及自由滲碳體的含量。采用加強(qiáng)孕育、合金化、熱處理等工藝手段消除或減少珠光體和滲碳體的含量,可以減少由于它們分解造成的生長。
⑤減少石墨含量,改善石墨形態(tài)。
 
 
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