碳化硅在球墨铸铁熔炼中预处理作用
2021-05-27张太慧周林波孙新明李丹
金属加工(热加工) 2021年5期
关键词:力学性能
张太慧,周林波,孙新明,李丹
1.慈溪汇丽机电股份有限公司 浙江慈溪 315300
2.齐齐哈尔重型铸造有限责任公司 黑龙江齐齐哈尔 161005
1 序言
碳化硅通常作为磨料等在工业上得到广泛的利用。近年来,碳化硅作为铁液预处理剂在铸造生产中开始得到应用,它是一种价格低廉的预处理剂,铸造使用的碳化硅纯度一般在90%左右。
碳化硅是由硅与碳元素以共价键结合的非金属碳化物,化学式为SiC,外形为晶体颗粒状,其密度为3.2g/cm3[1]。
2 碳化硅在球墨铸铁熔炼中孕育预处理的作用
碳化硅在球墨铸铁熔炼后期炉内加入,碳化硅在1200℃以上开始溃散,熔化成熔融状态,在高温(1400℃以上)时分解出的碳和硅以原子形式扩散在铁液中:

2.1 碳化硅的脱氧,净化铁液
部分碳和硅与铁液中的氧起下列反应:

反应式(2)形成的CO2气体从铁液中逸出。反应式(3)的一部分SiO2被吸附于炉衬壁上,另一部分SiO2与Fe、Mn、Mg等金属氧化物发生如下反应:

式(4)中,MeO为Fe、Mn、Mg等金属氧化物,与SiO2形成复合氧化物,易在铁液中上浮被清除。
部分碳化硅(SiC)在铁液中与铁液中的金属氧化物发生如下反应:

通过以上反应,碳化硅起到了脱氧而净化铁液的作用[2]。
2.2 碳化硅炉内预孕育,促进球状石墨形成,细化球状石墨
1)在凝固过程中,由碳化硅产生的硅溶于奥氏体中,产生的碳一部分熔于奥氏体中,另一部分因成分和能量起伏,形成的碳原子团超过临界晶核尺寸时,在铁液中直接成为球状石墨的碳质晶核。
2)弥散性碳化硅微粒在铁液中起到非均质晶核作用。……
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