球化剂

12３球化剂得质量与选用

球墨铸铁现在几乎在所有得铸铁厂都有生产,而作为生产球墨铸铁必不可少得球化剂亦

越来越受到普遍关注。不同得生产条件选择什么样得球化剂，或者说什么样得球化剂最好，已成为球化剂生产厂与使用厂常年探讨或争论不休得问题。本文从球化剂得上产与使用两个角度来探讨说明什么样得球化剂就是好得，应该在铸造过程中热核选用球化剂,也就就是球化极品值得得判定与选用问题.

1、球化剂及球化元素得作用

尽管国内外球化剂得种类很多，呆在我们国内目前应用最多得还就是稀土镁类合金，现主要论述该类合金及其球化元素得作用。

1、1球化元素及反球化元素１、1、1球化元素得作用

所谓球化元素就是指那些能够促进石墨球状化、使石墨球生成或增加得元素.球化元素一般有以下共同性质：（1)元素最外电子层上有一个或两个价电子,次内层有８个电子。这种电子结构使元素与硫、氧与碳有较强得亲与力，反映产物稳定,能显著减少贴水中得硫与氧。（２）元素在铁水中溶解度低,凝固过程中有显著偏析倾向.(３)虽然与碳有一定亲与力，但在石墨晶格内溶解度低。根据以上特点，Mg,Ce，Y,Ca属于有效球化元素.

Mｇ：一就是在铁水中蒸气压力高，使铁水佛腾。镁得原子量与密度比铁水小，熔点650度,沸点1108度，在铁水得处理温度下，镁产生得蒸气压力很高（超过1Ｍｐａ）、镁得熔解热为2１J/ｇ,蒸发潜热为406J/g。因此，镁加入铁水时，要产生汽化,使铁水翻腾.二就是与硫、氧有很强得亲

与力。所生成得ＭgO与MｇS熔点高，密度也远小于铁，容易与铁水分离，因此镁处理后得铁水，硫与羊得含量都很低;三就是在铁水凝固过程中有偏析于石墨得倾向,当其在铁水中得残留量超过0、035％时,使末就可以球化,但当镁残留量超过０、07％时，一部分镁偏析于晶界,并于晶界中得碳、磷等发生放热反应,生成MgC２、Mｇ2C3、Mｇ3P２等。残留镁量更多时，晶间碳化物增多。

Rｅ:稀土族元素对石墨球化有显著作用得就是轻稀土元素中得铈与重稀土中得钇.一就是稀土元素得沸点均比镁高，加入铁水中时,不会引起铁水得翻腾与喷溅；二就是铈与钇基稀土元素有比镁更强得脱硫脱氧能力,生成得硫化稀土、氧化稀土等化合物熔点高、稳定性好；三就是,稀土元素与铁水中得球化干扰元素也能形成稳定得化合物,因此含稀土得球化剂比镁球化剂得抗干扰能力强.

稀土元素残留量对石墨球化有明显得影响.轻稀土处理过共晶铁水,当残留铈含量0、0４％时,石墨就可以球化，而且很稳定;处理亚共晶铁水时，轻稀土加入量要增加。轻稀土处理得球铁,石墨圆整度比镁处理得球铁要差,并出现碎块状石墨;另外轻稀土处理得球铁白口倾向大,因此需要控制其加入量。重稀土钇本身熔点高，其脱氧除硫产生得氧化物、硫化物在高温下比较稳定，因此其抗球化衰退能力很强.14０0度得铁水保温１小时,球化率降低不超过１0％,含硫0、0６％得铁水,用钇基重稀土合金处理后，能得到完整得球状石墨。铁水中残留钇0、10-０、１５％，石墨球化良好；低于此限度，随钇量减少一次出现不规则石墨与蠕虫状石墨;残留钇超过0、

15而低于0、３0%时，白口倾向逐渐增大,石墨圆整度变差,并在更高残留量时出现YＴe4。

Cａ：钙在铁水中得溶解度很低,它对金相组织得影响就是通过与氧与硫得结合而间接实现得.与镁相比,钙与硫、氧得亲与力更强,能够有效得脱硫除氧.钙残留量很低时，石墨分枝倾向增加,残留量较多时，可就是使石墨尺寸减小，分枝倾向降低。钙残留量达到０、2％时，白口倾向明显加大。

１、1、2反球化元素（球化干扰元素)得作用

该类元素主要就是指破坏与阻碍使石墨球化得元素,按其作用机理大概可以分三类:

一就是消耗型反球化元素，如硫、氧、硒、碲等，它们与镁、稀土元素生成化合物，通过消耗球化元素来阻止球状石墨得形成.

二就是境界偏析得球化干扰元素,包括锡、锑、砷、铜、硼、钛、铝等,这些元素富集到晶界,促使碳在共晶后期结晶时，形成畸形得枝晶状石墨，如果这些元素含量较高,也可在共晶中期促成石墨畸变，形成团状或厚片状石墨。

三就是一些中间球化干扰元素，如铝、铋,它们在含量较低时主演通过偏析作用促成石墨畸变，含量较高时也能消耗球化元素.另外，反球化元素对球铁基体也有不同得影响。Te\B强烈促进白口得形成,Ａｓ＼Ｓn\Sb\Ｐb\Bｉ稳定珠光体，Aｌ\Zr促进铁素体形成，Ｓｅ无影响。

1、2球化元素得配置与球化剂得种类

镁、稀土与钙，就是目前公认得有促进石墨球化得能力，但如何结合工业生产实际来制备与使用，既保证球化剂得球化能力,又要在生产中容易制取，原料经济,使用方便，便成为配制与使用球化剂得得原则。

1、2、1球化元素得配置

——成分配制原则与特点:要有强烈得球化能力，着显然要以镁为主，镁得沸点低，加入铁水中可以使铁水剧烈翻腾,反应上下均匀;配成合金后增加比重,使其在铁水中不易上浮,可以减少镁得氧化与烧损.——消化中与反球化元素能力，稀土元素有有很强得脱硫除气、净化铁水与消除反球化元素得能力，而且我国稀土资源丰富,获取原料成本较低。--球化剂反应平稳,易于操作。钙虽然不能作为秋化剂单独使用,但用它与与镁、稀土配成复合球化剂，就既可以减少球化剂中MgO得含量，使球化处理平稳,还可以减少因稀土造成得较大白口倾向。因此,配制球化剂成分得原则与特点，就就是要发挥各种球化元素得长处,来提高球化效果，并通过调整球化元素得含量来满足不同生产条件、不同结构铸件得需求。

１、2、２球化剂得种类

按照球化与反球化元素配置得原则，国内外曾先后开发了多种球化剂，大体上有以下几种:———-纯镁：这就是国外常用得球化剂，国内应用比较少。压力加镁制取球铁，优点与缺点同样明显。-———铜镁、镍镁：我国早期使用得该合金,但成本高,回炉料中铜与镍积累难以控制,造成韧性下降。—-——硅镁铁合金:一般镁含量最低3、5—4、5％，最高10—１5％，常用得合金就是镁５—１０%、硅４2—47%，其余为贴。含镁量越