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稀土在球墨铸铁工艺中的作用

 

稀土在球墨铸铁(cast iron)工艺( technology)中的作用(role)
 
稀土能使石墨(化学式C )球化(退火工艺)。球墨铸铁管价格它具有铁的本质、钢的性能,防腐性能优异、延展性能好,密封效果好,安装简易、主要用于市政、工矿企业给水、输气,输油等。自从H. Morrogh最先使用(use)铈得到球墨铸铁以来,先后许多人研究了各种稀土元素的球化行为,发现铈是最有效的球化元素,其他元素也均具有程度不等的球化能力。
结合国情,我国对稀土的球化(退火工艺)作用(role)进行了大量研制工作,发现稀土元素对常用的球墨铸铁(cast iron)成分(ingredient)(C3.6~3.8wt%,Si2.0~2.5wt%)来说,很难获得同镁(化学式Mg)球墨铸铁那样完整均匀的球状石墨(化学式C );而且,当稀土量过高时,还会出现各种变态形的石墨,白口倾向也增大,但是,如果是高碳(C)过共晶成分(C>4.0wt%),稀土残留量(QMA)为0.12~0.15wt%时,可获得良好的球状石墨。
根据我国铁质差、含硫量高(冲天炉熔炼)和出铁温度(temperature)低的情况(Condition),加入稀土是必要的。球墨铸铁排水管是供水管材的首选,具有很高的性价比。与PE管材相比,从安装时间上,球墨管比PE管安装更简单快捷,且安装后内外承压力更好。球化(退火工艺)剂中镁(化学式Mg)是主导元素,稀土一方面可促进石墨(化学式C )球化;另一方面克服硫以及杂质元素的影响以保证球化也是必须的。
稀土防止(fáng zhǐ)干扰元素破坏球化(退火工艺)。球墨铸铁管是指使用18号以上的铸造铁水经添加球化剂后,经过离心球墨铸铁机高速离心铸造成的管材,简称为球管、球铁管和球墨铸管等。主要用于自来水的输送,是自来水管道理想的选择用料。研究表明,当干扰元素P
  B、B
  I、S
  B、T
  E、Ti等总量为0.05wt%时,加入0.01wt%(残余量)的稀土,可以完全中和干扰,并可抑制变态石墨(化学式C )的产生。我国绝大部分的生铁(特点:含碳量大于2%的铁碳合金)中含有钛(Ti),有的生铁中含钛高达0.2~0.3wt%,但稀土镁(化学式Mg)球化剂由于能使铁中的稀土残留量(QMA)达0.02~0.03wt%,故仍可保证石墨球化良好。如果在球墨铸铁中加入0.02~0.03wt%Bi,则几乎把球状石墨完全破坏;若随后加入0.01~0.05wt%Ce,则又恢复原来的球化状态,这是由于Bi和Ce形成了稳定(解释:稳固安定;没有变动)的化合物。
稀土的形核作用(role)。20世纪60年代以后的研究(research)表明,含铈的孕育剂可使铁液在整个保持期中增加球数,使最终的组织中含有更多的石墨(化学式C )球和更小的白口倾向。经研究还表明,含稀土的孕育剂可改善球墨铸铁的孕育效果并显著提高抗衰退的能力。加入稀土可使石墨球数增多的原因可归结为:稀土可提供更多的晶核,但它与FeSi孕育相比所提供的晶核成分有所不同;稀土可使原来(存在于铁液中的)不活化的晶核得以长大,结果使铁液中总的晶核数量增多.
  

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