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氧对铸钢质量的有害影响

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氧对铸钢质量的有害影响

氧对铸钢的有害影响,是由于氧在液态和固态钢中的溶解度相差悬殊而造成的。主要有害影响有:

1、氧是形成铸钢件气孔的原因之一

在钢液凝固过程中,由于氧的溶解度随温度的下降而显著降低,因此,析出的氧便与钢液中的碳发生反应,产生的CO气泡若滞留于钢中便成为气孔。

2、氧促使铸钢热裂的形成

钢液含氧量过高时,会加剧铸钢热裂倾向,原因是FeO与FeS相遇时形成低熔点(940℃)共晶体(FeO·FeS),并以薄膜状分布于晶界上,因而易造成热裂。

3、氧是形成非金属夹杂物的主要元素之一

氧可与多种元素发生氧化反应,形成氧化物夹杂,这些夹杂若滞留于钢中,将降低铸钢的性能。

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覆膜砂铸造中缺陷产生的原因

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1、原生产工艺

原生产工艺:熔炼设备采用2.0T中频炉和1.5T工频炉;

QT400-15原铁液成分为ω(C)=3.75%~3.95%、、ω(Si)=1.4%~1.7%、ω(Mn)≤0.40%、ω(P)≤0.07%、ω(S)≤0.035%;球化处理所用球化剂为1.3%~l.5%的RE3Mg8SiFe合金;

孕育处理所用孕育剂为0.7%~0.9%的75SiFe-C合金。球化处理采用两次出铁冲入法:先出铁55%~60%,进行球化处理,然后加入孕育剂,再补加其余铁液。由于球化、孕育采用传统的方式,用25 mm厚的单铸楔形试块检测得到的球化率一般在80%左右,即球化级别3级。

2、提高球化率的试验方案

为提高球化率,对原来的球化和孕育处理工艺进行了改进,主要措施是:增大球化剂和孕育剂加入量、净化铁液、脱硫处理等。球化率仍然采用25 mm的单铸楔形试块进行检测,具体方案如下:

(1)分析原工艺球化率偏低的原因,曾认为是球化剂用量较少,铸造用树脂沙,故将球化剂加入量由1.3%~1.4%增加到1.7%,但球化率并未达到要求。

(2)另一种猜测是认为球化率偏低可能是由于孕育不良或孕育衰1退引起,因而试验加大孕育剂量,由0.7%~0.9%增加到1.1%,球化率亦未达到要求。

(3)继续分析认为铁液夹杂较多、球化干扰元素偏高等可能是造成球化率偏低的原因,因而对铁液进行高温净化,高温净化温度一般控制在1 500±10℃,但其球化率仍未突破90%。

(4) ω(S)量高严重消耗球化剂量并加速球化衰1退,因此增加脱硫处理,将原铁液ω(S)量从原来的0.035%降低到0.020%以下,但球化率也只达到86%。以上4种方案的试验结果如表1所示,楔形试块的组织和力学性能均未达到要求。

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钢液的扩散脱氧

利用氧在钢液中的扩散行为,金昌树脂沙,使钢液中的氧转入渣中而达到降低钢液含氧量的方法,称为扩散脱氧。具体做法是,在熔炼还原期稀薄渣造好后,将粉状脱氧剂撒于渣面上,首先降低渣中的含氧量,破1坏氧在熔渣与钢液溶解度的平衡,钢液中的氧必然向熔渣中扩散。因此,不断降低渣中的氧,钢液中的氧就不断地向渣中扩散,从而降低钢中的含氧量。

扩散脱氧常用的粉状脱氧剂有;碳粉、硅铁粉、硅钙粉、铝1粉、碳1化钙粉等。这些脱氧剂中的C、Si、Al、Ca等元素进入渣层后便于(FeO)发生还原反应,如:

脱氧产物进入炉气或被熔渣吸收,因此,扩散脱氧不污染钢液。但由于扩散脱氧是在渣与钢液界面上进行,氧由钢液中向渣中扩散需要的时间较长,因此,生产效率低,树脂沙,能耗高。

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