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球化劑的作用具體是什么

2021-11-19
?球化劑又稱稀土鎂硅鐵合金,一種能促進球磨鑄鐵中石墨結晶成球狀的添加劑,一般用于鑄鐵領域。在鑄鐵過程中,在鐵水中加入使石墨球化的添加劑稱為球化。含有稀土元素的球化劑稱為稀土球化劑,那么球化劑的具體作用是什么?接下來為您詳細介紹球化劑的作用;

1、鑄鐵白口傾向的影響有兩個方面

溶于鐵水中的稀土有很強的促進碳化物形成的作用,它是一種抗石墨化元素。但是,在鎂基球化劑中加入少量稀土,會大大增加鑄鐵的白口傾向減少;在大量添加的情況下,會增強鑄鐵的白口傾向,這種看似矛盾的現象,其實并不矛盾。原因是稀土與硫和氧結合的能力很強,少量的稀土會與鐵水中的硫和氧迅速反應生成大量的小硫化物。物質和氧化物為鑄鐵的石墨化提供了大量的異質晶核,大大增加了石墨球的數量,促進了鐵中的碳向石墨球的擴散,從而抑制了白口的形成。如果稀土加入量大,除了氧和硫的作用外,還會有過量的溶于鐵水,這部分稀土會增強鑄鐵的白口傾向。

2、抑制干擾元素的影響

在球墨鑄鐵中,有些元素起去球化作用,通常稱為干涉元素。干擾元素大致可以分為兩類:

一種,有人稱之為消耗性干擾元素,如硫、氧等,容易與目前廣泛使用的各種球化元素形成化合物,鎂、稀土、鈣都可以脫硫脫氧,消除其負面影響。當然,其中一些會因此被消耗掉。

球化劑中含有稀土時,其硫化物和氧化物非常穩定,粒徑小,難以在鐵水中漂浮。而且,這些化合物與石墨晶格的錯配很小,可以作為石墨核的異相析出。氧化鎂MgO是一種球化劑,熔點高,穩定性好,在鐵水中溶解度低,但粒徑稍大,會浮到表面成為浮渣,也可能參與鑄件和成為夾渣。同時,硫化鎂(MgS)密度低,容易浮在鐵水表面,但穩定性較差。與氧氣接觸后形成氧化鎂,將硫釋放回鐵水中并再次與鐵水中的鎂反應。這種反應的不斷發生是鎂作為球化劑時球化率容易下降的主要原因之一,使用稀土(鈰)作為球化劑時,衰變現象不那么明顯,形成夾渣傾向也小。

3、脫硫、脫氧

球化劑中的鎂、稀土、鈣對鐵水有很強的脫硫、脫氧作用。就元素與硫和氧反應生成硫化物和氧化物的自由能而言,稀土(鈰)和鈣的脫硫和脫氧能力強于鎂。但鎂的沸點為1107℃,進入鐵水后迅速汽化,對鐵水有很強的攪拌作用。同時,溶解在鐵水中的氣體容易擴散沉淀到氣泡中,然后被氣泡帶出,鐵水中的氧化物和硫化物夾雜物也很容易被氣泡吸收和排出,考慮到反應動力學因素,在鐵水中,鎂脫氧脫硫的作用實際上比稀土(鈰)和鈣的作用強。

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