实验采用生铁与废钢1∶5的比例(质量比)进行配料,原料的主要化学成分见表1。铁液在20kg中频感应电炉中进行熔炼,考虑了二次孕育对成分的影响,通过硅铁与电极石墨调节铁液中的含硅量与含碳量,保证各试样的最终碳硅量相同,1550℃出炉,球化处理采用传统的冲入法,稀土镁的加入量为1.1%,压在包底,用硅铁覆盖,球化结束后扒渣。1#方案球化后直接浇注,2#、3#、4#方案分别加入0.1%、0.2%、0.3%的75硅铁进行随流孕育浇注,树脂砂造型,试样尺寸Φ40mm×150mm。之后观察组织,测量硬度。
表1 原料的化学成分(质量分数,%)
成分
C
Si
Mn
S
P
Mg
RE
Ca
Q12生铁
4.40
1.10
0.15
0.02
0.05
-
-
-
废钢
0.52
0.315
0.55
0.024
0.021
-
-
-
稀土镁
-
41.0
-
-
-
8.0
4.5
2.6
只进行一次孕育处理易发生孕育衰退,石墨球数量少且球化率低。采用0.1%的硅铁进行二次随流孕育可以使球铁的石墨组织明显得到改善。但为了担心孕育衰退而进行大剂量(0.2%和0.3%的硅铁)的二次孕育反而容易导致石墨产生畸变,促使碎块状石墨的形成。采用0.1%的硅铁进行二次随流孕育,基体中珠光体的含量略有增加,硬度提高。但当采用0.2%和0.3%的硅铁进行二次随流孕育时,由于碎块状石墨周围碳的扩散路径较短,块状石墨区多为纯铁素体基体区,因此,硬度出现了急剧下降的现象。
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