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铸铁平台厂家介绍如何控制铸铁的生长

发表时间:2023年03月19日【

 铸铁平台厂家介绍如何控制铸铁的生长:

在高温下工作的铸铁件,其尺寸发生的不可逆膨胀现象即所谓的生长。生长不仅使铸铁失去强度,甚至会破坏与之接触的其它构件。铸铁的生长在CO/CO2气氛中最严重,其次是空气中,在真空和氢气气氛中也会发生少量的生长。

 
铸铁平台等铸件组织中的碳化物(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)在高温下发生分解,析出二次石墨。二次石墨会使铸件出现不可逆转的体积膨胀。据测算,碳化物每分解出1%的碳,铸件体积大约增加2.0-2.4%,铸件外形尺寸相应增大。
 
①低于相变温度的生长:又称低温生长发生在400-600℃范围内,生长机制是珠光体分解为铁素体和石墨。石墨的析出是体积膨胀的过程。理论上,1%的化合物碳转变为石墨,其体积要增大2.4%左右,而铁素体的析出则使铸件力学性能下降。因此铸铁的低温生长与珠光体的分解密切相关。温度越高,越接近相变温度,铸铁的生长量越大,同样珠光体的稳定性越差,珠光体的分解量越大,铸铁的生长量也越大。
②在相变温度范围内的生长:如果铸铁将在相变温度范围内生长,并不断通过相变温度范围,使铸铁周期性发生相变,会导致相当大的灾难性生长。铸铁在加热时,α转变为γ,由于石墨不断溶于γ内,在原石墨处就会留下微观空洞,随着温度的升高,溶入的石墨越来越多,留下的微观空洞也就越多;而在冷却过程中γ又不断地析出石墨,此石墨沿原空洞处析出的可能性很小,结果再次造成因石墨析出而发生的体积膨胀。这种膨胀是不可逆的。
③高于相变温度的生长:高于相变温度时,氧化将会非常严重,氧化导致的铸铁不可逆体积增大将占主导地位。
引起铸铁平台等铸件铸铁生长的原因:
①内氧化。氧渗入金属内部,发生内氧化。由于氧化物的体积大于金属本身,故引起铸件体积的不可逆膨胀。氧渗入的通道是氧化膜中金属与石墨边界的微裂纹,金属中的孔隙,石墨烧损后的空洞等。当反复加热与冷却到相变点时,由于相变应力使石墨和金属之间产生微裂纹,内氧化加剧,此时的生长特别剧烈。
②渗碳体分解。高温下渗碳体分解形成石墨,体积增大。
③循环相变。加热时石墨溶于奥氏体中,冷却时石墨又从奥氏体中析出。每一次加热冷却循环中不断地产生微小裂隙,使铸件体积增大,同时相变应力也会促使铸件体积增大。
 ④气氛中碳沉积。在CO/CO2气氛中工作的铸铁件,生长特别剧烈。这是因为CO=CO2+C的反应中,不断有碳沉积在石墨上,使体积增大,基体产生微裂纹,氧更容易进入内部氧化所致。
 
鉴于铸铁平台、机床铸件等铸铁的生长原因,为防止或减少铸铁的生长,可采取以下措施:
①加入硅、铬、铝等合金元素,提高铸铁的抗氧化性。
②加入合金元素稳定珠光体,提高珠光体分解温度。如加入少量的铬、锰或微量的锡等元素以稳定珠光体,提高渗碳体分解温度,提高抗生长性能。
③加入合金元素提高或降低共析相变点。
④减少珠光体及自由渗碳体的含量。采用加强孕育、合金化、热处理等工艺手段消除或减少珠光体和渗碳体的含量,可以减少由于它们分解造成的生长。
⑤减少石墨含量,改善石墨形态。
 
 
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