增碳剂的使用对铸件有什么影响?

品质差的增碳剂对铸件有很大影响,以下是增碳剂可能影响的主要铸件缺陷类型及其原因:

  1. 夹渣(渣孔、黑渣):

低质量增碳剂:灰分高、挥发分高、杂质多的增碳剂(如劣质煤焦、未煅烧的石油焦),在熔化过程中会产生大量熔渣。这些渣如果不能有效扒除,就会卷入铁水,形成铸件内部的渣孔或表面的黑渣缺陷。

未溶解颗粒:颗粒过粗、加入过晚或搅拌不充分导致增碳剂未能完全溶解,这些未熔颗粒成为夹渣的核心或本身就是夹渣物。

  1. 气孔(皮下气孔、针孔):

   水分和挥发分:增碳剂如果储存不当受潮,或者本身挥发分含量过高(尤其是一些低质量或未充分煅烧的增碳剂),在高温铁水中会迅速分解产生大量气体(H2, CO, CO2, N2, CH4等)。如果铁水脱气不良或凝固过快,这些气体来不及逸出就会形成气孔。氢气孔(针孔)尤其常见。

含氮量高:某些增碳剂(如沥青焦)可能含有较高的氮,会增加铁水的氮含量,提高氮气孔的风险。

  1. 缩孔缩松:

    间接影响:增碳剂本身不直接导致收缩缺陷,但它对碳当量的控制至关重要。

碳当量过高:如果增碳剂加入过多,导致碳当量过高,虽然流动性好,但铸铁的凝固范围变宽,糊状凝固倾向增大,补缩困难,更容易产生缩松。

   碳当量过低:如果增碳剂吸收不良导致碳当量不足,铁水流动性变差,也可能影响补缩效果。更关键的是,碳当量过低会导致过冷度增大,可能促进D型石墨甚至渗碳体形成,恶化力学性能,但缩松倾向可能降低(白口倾向增大)。

    影响孕育效果:增碳剂带入的某些微量元素(如Ti, Al等)如果含量过高,可能干扰孕育效果,间接影响石墨形态和凝固特性,从而影响收缩倾向。

  1. 硬点(白口、碳化物):

   未溶解颗粒:未能溶解的增碳剂颗粒(特别是石墨化程度低的颗粒)会成为碳化物的异质核心,导致铸件局部形成硬质碳化物(Fe3C),即硬点或局部白口。这会严重影响加工性能和力学性能。

    微量元素:某些增碳剂含有促进碳化物形成的元素(如Cr, V等),即使含量不高,也可能在局部富集或与其他元素交互作用,增加白口倾向。

  1. 石墨形态异常:

   微量元素干扰:劣质增碳剂可能含有较高的有害微量元素(如Ti, Pb, Bi, As等)。这些元素即使含量很低(ppm级),也可能严重干扰石墨的正常生长,导致石墨形态恶化(如D型石墨、过冷石墨、爆裂石墨、蜘蛛状石墨等),从而显著降低铸件的强度和韧性。

    硫含量:高硫增碳剂会增加铁水硫含量,影响孕育效果和石墨形态。

    

注:仅供参考


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