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【热坛学习】谈谈蠕墨铸铁蠕化处理工艺
蠕墨铸铁生产中，在未作处理的铁液中，过冷度与硫、氧含量均达不到形成蠕虫状石墨的要求，所以，为使石墨成长为蠕虫状，必须对铁液进行蠕化处理。目前，所有的处理工艺中，原则上划分为亚球化处理及反球化处理两大类型。
图1、图2，分别为蠕化率95%和40%的石墨形态。
向铁液中添加低于处理球墨铸铁所需要的球化元素数量，使之达不到完全的球化程度，从而制得中间态石墨的处理工艺。 单独使用少量的Mg对铁液进行处理，可制得蠕虫状石墨。这种方法对原始硫含量有较高要求。随着今天熔炼技术的进步，推荐使用单一镁做为蠕化元素。 单一的铈或者含铈稀土也是很好的蠕化剂。使用稀土蠕化剂的优点是蒸气分压低，容易控制，反应产物比重大，不容易上浮衰退。但铈的激冷倾向强烈，容易生成白口。 钙的蠕化能力比镁和稀土都弱，能延缓石墨由蠕虫状转变到球状的过程，放宽合金加入量的范围。但钙易生成高熔点的硫、氧化物，包覆合金表面阻止反应，其次，含钙蠕化剂需要较高的处理温度。 借助反球化元素的干扰作用使球状石墨向蠕虫状转化的处理工艺。 在众多的反球化元素中，Ti、Al是常用的元素。因为其干扰能力弱，反球化作用温和，允许的临界含量大，便于控制。 S是典型的反球化元素。最近发现，向球化处理后的铁液中添加少量的硫，可使石墨由球状 向蠕虫状转变。与Ti、Al相比，S的加入量极小，且不污染回炉料，不存在微量元素富集的问题。 蠕墨铸铁没有大批量应用于工业生产的主要原因是蠕墨铸铁的稳定区域小，无法保证生产中没有风险。一般来说，这个稳定区域大约只跨越0.008%镁的区域。稳定区平台的大小和位置随产品而改变。实际上可利用的镁区间更小，因为每5min活性镁就会烧损0.001%。当镁加入到铁水中，只需15min，就会出现片状石墨。铁水的起始浇注点必须离蠕铁到灰铁的 急转点有足够的距离，以确保最后浇注的部件不会出现片状石墨。起始点也不可以太接近稳定平台的右侧（高Mg），否则会导致薄壁部位和快速冷却部位形成大量球状石墨。 如果活性氧和硫的含量高，它们将消耗更多的活性镁。原材料的成分变化、纯净状态、氧化程度、潮湿程度等多种因素都使人们无法用一个固定的化学成分来控制蠕墨铸铁。尽管从蠕铁到灰铁的转变只需下降0.001%的活性镁，镁的烧损并不会导致整个部件都变成片状石墨，当活性镁不够时，石墨先形成片状，随着凝固向外扩张，镁在固液界面前端偏析浓缩。如果初始活性镁适量，就会在共晶体的边界处形成蠕虫状石墨。片状石墨首先以分散的片状石墨斑出现。 镁对蠕铁的敏感性：在一吨铁水包中，仅仅多加入10克的镁，φ25试验样中分散的片状石墨斑就能完全转变成蠕状石墨。有片状石墨斑的试棒其抗拉强度只有300MPa，而完全蠕化的同样试棒其抗拉强度则达到450MPa。 蠕墨铸铁对孕育剂也十分敏感，孕育量高，产生的晶核多，有利于形成球状石墨，而低孕育量则促使片状石墨形成。铁水的过热温度，保温时间，孕育剂的种类和加入量都影响蠕墨铸铁的稳定生产。有试验数据显示，在1吨铁水中多加入80g孕育剂，就会使φ25mm的蠕铁试棒中的球化率从3%增加到21%。（来源：网络/整理、编辑：热加工行业论坛）
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