球墨铸铁中硫的影响

栏目主持田文华球墨铸铁中硫的影响、来源

及含硫量的控制湖北省鄂州市鄂州大学科研处目前国内球墨铸铁熔化大多采用冲天炉。其特点是工艺较简单，成本低廉，但铁液中杂质含量高，尤其是含S量偏高，给球墨铸铁的组织和性能带来不利影响，因而探索和总结实用的铁液脱硫方法十分必要。—、硫对球墨铸铁组织的影响对石墨球化的影响硫属于表面活化物质，它能吸附于正在生长的石墨晶核表面，一是阻碍了碳原子由铁液内部向表面扩散，从而阻碍石墨析出；二是促使石墨沿基面方向(0001)生长(片状)，使石墨形状变坏。研究表明，铁液中只有当wS<003%时，石墨才具有成球的条件。引起热脆现象硫以FeS的形式溶解于铁液之中，在凝固过程中，浓集于晶界处，形成低熔点共晶Fe-FeS(熔点为985 )和Fe-Fe3C-FeS(熔点为975 ),削弱了晶粒间结合力，引起铸铁脆性开裂缺陷，即热脆现象。二、硫的来源及估算铁液中的硫主要来源于生铁和燃料。从生铁方面看，我国由于各地矿石成分和冶炼方法的差异，有的生铁杂质含量尤其是硫的含量偏高，最高达02%以上。从燃料方面看，增硫主要有以下两个途径：焦炭在燃烧过程中，生成SO2气体，该气体上升时，被金属液所吸收，发生如下反应：3Fe+SO2FeS+2FeO+Q

10FeO+SO FeS+3Fe3O4-Q上述反应主要是在预热带和熔化带进行。铁液流经炽热底焦时，焦炭中的FeS(焦炭中硫有25%~30%以FeS等化合形式存在，此化合硫不参加燃烧反应)溶解在铁液中，使其含量增加。通常情况下，底焦硫化物增多，底焦高度增加及炉温升高，都会使铁液增硫加剧。(436000) 王贤涛经生产验证，冲天炉熔炼过程中，铁液的含硫量，可按以下公式估算：S铁液=075S料+035 S焦式中S铁液 铁液的含硫量,(%)S料 金属炉料中硫的平均含量，(%)S焦 焦炭中硫的含量,(%)焦炭用量,(%)三、球墨铸铁含硫量的控制铸铁的脱硫方法有多种，能否将这些方法用在球墨铸铁上，要看实际效果。比如，球墨铸铁在浇注前，要进行球化孕育处理，为了避免球化和孕育衰退，要尽量缩短炉前处理的时间，简化各项操作,而此间如果穿插炉外脱硫的操作，则会使球化及孕育效果受到影响。我们在球墨铸铁件的生产中摸索出以下含硫量控制的有效方法。1炉内加电石脱硫电石加入炉内后，发生以下反应：2CaC2+5O2=2CaO+4CO2+Q所生成的CaO可提高炉渣的碱度，放出的热量可提高炉温，这都有利于降低铁液含硫量。电石的脱硫反应为：CaC2+FeSCaS+Fe+2C实践表明，纯度为73%的电石，软化温度为1650,在风口区CaC2才被软化、氧化，集中发热，效果最好。而纯度高的电石，由于软化温度过高，在炉内甚至不熔化，效果甚低。电石的加入量一般为2%,太多不经济，太少效果不明显。2适当提高铁液中Si、Mn、C的含量铁液中Si、Mn、C的含量提高以后，铁液的流动性提高，从而缩短了铁液与焦炭的接触时间，降低了硫化物在铁液中的溶解度，而且还可以发生以下反应：2FeS+2MnO+Si 2Fe+SiO2+2MnSFeS+MnFe+MnS+Q机械工人(热加工)2004年第7期531994-2013ChinsAcademicJournal.ElectronicPublishing,Hcusb*Allrightsreserved,http:■铬对球墨铸铁件脆性的影响齐齐哈尔第二机床企业集团铸造分厂技术科我厂在生产球墨铸铁件过程中，经常出现铸件发脆或脆断的现象。针对这种现象，我们进行了具体分析，根据现有生产状况，找到了主要影响因素，并予以区别对待，使球墨铸铁件产生脆性的问题得到了解决。生产过程中使用的原材料是冒尔山生铁和龙江生铁。采用龙江生铁时，其化学成分见表1,所熔炼的铁液化学成分见表2。表1龙江生铁的主要化学成分（质量分数）(%)CSiMnPS42612806600350050炉料配比采用龙江生铁100%,加入的球化剂为1%,孕育剂硅铁08%。表2铁液化学成分（质量分数） （%）CSiPSMgRE412281~290080026~00340054~00640037~0048

（黑龙江161005）蒋云峰张香杰关柏明浇出的铸件出现严重的白口组织，一敲即断，针对这种现象，虽做了化学分析，但没有得出结论，只能从球化工艺和孕育处理方面引起注意。当采用冒尔山生铁时，其化学成分见表3。表3冒尔山生铁化学成分（质量分数）(%)CSiMnSP4513301600430058铁液终成分没有太大的变化，但脆性问题仍没有彻底解决，当对五大元素以外的元素进行化验发现，铁液里面wCr=010%~025%,因Cr能促进碳化物的形成，使铸件出现过量的合金碳化物。尤其薄小件，这种碳化物会导致脆性，一般高温热处理也很难消除。这种Cr是从哪里来的呢？考虑到球化处理时，用一层铁屑压在球化剂上面,对铁屑进行化验，其结果正是铁屑中含有Cr。当改用不含Cr的铁屑来处理球墨铸铁，其脆性消失，力学性能b可达520MPa、＞10%,满足了生产要求，为我厂生产高韧性球墨铸铁打下了基础。■） （20040318）所生成的MnS具有较高的熔点（约1620 ）和较小的密度（35g/cm）3,易从铁液中浮出进入炉渣。铁液中Si、Mn、C的调整范围一般为:wSi=20%〜32%,wMn=03%〜08%,wC=36%〜40%。具体操作中，要按照不同牌号球墨铸铁的组织性能要求，在允许的范围内，适当提高上述元素的含量，以提咼脱硫效果。3采用稀土镁中间合金球化剂这类球化剂除具有球化作用外，还具有脱硫去氧，减少铁液夹渣和含气量及细化晶粒等作用。镁具有脱S去O2、除气及精炼作用：Mg（气）+FeS（液）=MgS（固）+Fe（液）铈在铁液中与硫反应生成CeS、Ce3S4、Ce2S3,其中以Ce3S4最容易形成。其他常用稀土元素钕、镧等均具有不同的脱硫54机械工人（热加工）2004年第7期

去气作用。经验表明，用于脱硫的镁量约占总耗镁量的35%~45%。因此，在确定球化剂的加入量时，需参照铁液含硫量（按S铁液=075S料+035S焦估算）来选择（见下图）。0-1 r ZT 5—!70.03a.-05 0