鑄鐵砝碼鑄造對于中頻電爐技術應用

氮、氫、氧是存在于鑄鐵砝碼中并對鑄鐵砝碼組織和性能產生重要影響的氣體元素。鑄鐵砝碼中的氮主要來源于熔煉過程，感應電爐熔煉鑄鐵砝碼，含氣量*是沖天爐鑄鐵砝碼含氣量的65%-75%。氮對灰鐵的*拉強度有重大影響，*此就足以說明中頻爐與沖天爐分別用同*爐料生產灰鑄鐵砝碼件，力學性能有明顯差別。其原因在上述已講過的電爐鐵水內結晶合心少，鐵水白口傾向大之外，還應考慮氮對機體的強化作用。

鑄鐵砝碼成分在：W（C）：3.12%，W(Si)：1.35%，W（Mn)：0.71%,W(S)：0.09%,W(P)：0.13%的鐵液中隨氮含量的增加，鑄鐵砝碼強度也逐步增加。

灰鑄鐵砝碼氮含量*般在80-180PPm之間，含氮量大于110PPm鑄件就容易出現氮氣孔，當含氮量大于140PPm時更甚。鑄鐵砝碼中如果同時含氫量增加，降低生成裂隙狀氣孔的氮含量。碳含量增加，鑄鐵砝碼氮氣孔會減少。

對于普通灰鑄鐵砝碼，氮使石墨片長度縮短，彎曲程度增加，端部鈍化，長寬比減小。氮對灰鐵基體組織的影響：氮使初生奧氏體*次軸變短，二次臂間距減小，凝固時過冷度增大，使共晶團細小。

鑄鐵砝碼鑄造對于中頻電爐技術應用

鑄鐵砝碼凝固過程中，石墨表面吸附的氮原子固溶于石墨，使石墨生長時晶格產生畸變，晶體缺陷增多，導致石墨片產生彎曲和分枝傾向增大。當鐵液中氮含量*，鑄件冷卻時鐵素體就會被氮過飽和，室溫下隨著時間的延長，氮逐漸以Fe4N的形式析出，鑄件的強度和硬度上升，但塑性和韌性下降[4]。鑄鐵砝碼中溶解氮量*，石墨化程度就低。氮促進鑄鐵砝碼生成珠光體，抑制基體中的鐵素體。

總之，適量氮在灰鑄鐵砝碼中穩定并細化珠光體，可作為間隙原子固溶于鐵素體和滲碳體中，使其產生晶恪畸變，基體組織強化，強度性能提*。

鈦在灰鑄鐵砝碼中的作用

對于要求珠光體量大于95%的灰鑄鐵砝碼，鈦無疑是有害元素，因為鈦與氮化合明顯消耗鑄鐵砝碼中強化基體的氮，從而降低灰鑄鐵砝碼強度和硬度。zui近在某鑄造工廠，熔煉合成鑄鐵砝碼，廢鋼加入60%，生鐵加入10%，余為同牌號回爐料，發現HT300使用硅鋯*劑，強度降低的現象更明顯。元素周期表上鈦與鋯同屬過度元素ⅣB族，與氮的親和力更強。

鈦與氮的化合物TiN是面心立方晶格的離子晶體，在鐵水中與結構近似的TiC互溶，形成Ti（C，N）。氮化鈦夾雜物只在鐵液接近凝固時形成，硬度大，尺寸較其他非金屬夾雜物小，不易被泡沫陶瓷過濾器濾除，是重要結構灰鑄鐵砝碼件的疲勞源，對材料韌性、疲勞性能及持久性能有負面影響。TiN雖然是石墨形核基質，但在鐵液中的需求是有限的。

鑄鐵砝碼中含少量的鈦，鈦是石墨化元素，能減少白口傾向，細化石墨。當鐵液中含鈦量*時，鈦氮結合使得灰鑄鐵砝碼基體鐵素體量增加，降低鑄件的強度和硬度。我們在電爐HT300熔煉中，發現*后三角試片，鈦含量0.05%以上的斷口顏色比鈦含量低的斷口發黑，是否與鑄鐵砝碼鐵素體量增*有關聯？鑄鐵砝碼中很難去除鈦，采用低鈦生鐵是*途徑。

鑄鐵砝碼鑄造對于中頻電爐技術應用