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硫S(熔点115℃)

时间:2019-09-28      来源:http://www.wxoke.com

硫也是铸铁的常存五元素之一,在通常的铸铁中也被认为是有害元素。硫稳定渗碳体,阻止石墨化。硫最有意义的作用是能促进铸铁过冷(白口)。

在固态铸铁中,硫的溶解度很低,所以当温度下降时,硫化锰便从铁水中析出。硫少量溶于铁素体及渗碳体中,降低碳在液态铸铁中的溶解度,大部分以硫化铁(FeS)和其它硫化夹杂物(MnS、CeS)的形式存在于铸铁中,并分布于晶界上。

通常,完全熔化的铸铁在凝固以前,其中大多数硫化锰以粒状存在。溶解的硫化锰集中在最终凝固的熔液中,位于生长着的奥氏体枝晶间。

硫化铁的熔点低、且质软而脆,能降低铸铁的强度,促进铸铁的收缩,并引起铸铁的过硬和裂纹形成。硫化锰的熔点高、且以颗粒状分布,对铸铁的强度无多大影响,但使铁水变稠,流动性变差。

对于灰铸铁,硫含量控制在低于0.15 %;对于球墨铸铁,原铁水的硫含量主要影响球化处理效果,并消耗更多的球化剂,因此愈低愈好,球化处理后的硫含量通常在0.04 %以下。

1、对基体组织的影响

硫与球化元素有很强的结合能力,生成的硫化物或氧硫化物,存在于晶界周围,使材料的强度值和冲击性能大为下降。

硫低,球化率高;硫低,降低球化剂的加入量,减少夹渣、皮下气孔等缺陷;减少铸件中微观夹杂物的含量;所以,硫低,提高铸件的综合性能,并且降低成本。当球化剂加入量不变时,硫高,会造成球化元素残留量少而导致球化不良或球化衰退的现象;球化剂牌号不变时,球化剂加入量,随铁液含硫量的增加而增加。所以在球铁生产中,为了稳定生产、提高质量,原铁液含硫量越低越好。优质球铁中的硫含量一般小于0.02%。

硫是反球化元素,属于有害杂质。硫首先和稀土元素起作用,其中一部分与镁、锰起作用。因此,加入的稀土和镁其中相当部分与硫化合,剩下的才能起球化作用。硫化物残留在铸件中,破坏基体的强度或形成渣孔和皮下气孔。同时,硫化物上升至金属液表面时硫会被还原而重新回到金属液内形成新的硫化物,消耗更多的稀土和镁。因此,球化处理后熔渣一定要扒净。

2、对球化效果的影响

生产实践表明,加入球化剂后,只有当铁液中硫的质量降到0.02%(对于镁球铁)或0.03%(对于稀土镁球铁)以下,才能保证球化良好。

对球墨铸铁而言,硫是反球化元素,它的数量对球化效果影响很大,球化效果的好坏取决于去氧、脱硫的程度,S元素增加球化元素Mg的消耗。

含硫量决定球化剂的加入量,原铁水含硫0.02%~0.03%时,球化剂的加入量为0.8%~1.0%,当硫降至0.02%以下时,球化剂的加入量为0.6%~0.8%。球化剂的加入量还与壁厚、球化处理温度、球化剂的组成亦即球化处理工艺有关。

稀土残留量与原铁水含硫量的关系

原铁水含硫量%

<0.02

0.0250.04

0.040.06

0.060.1

稀土残留量%

0.20.3

0.030.035

0.0350.045

0.040.05

球化剂的加入量与原铁水含硫量的关系

(球化剂成分%:Mg8-10\Re8-12\Si58-34)


原铁水含硫量%

0.11~0.1

0.10.085

0.0850.07

0.07 0.06

0.060.05

0.050.04


0.040.03


球化剂加入量%

1.82.0

1.71.9

1.61.8

1.51.7

1.41.6

1.31.5


1.21.6


3、降低原铁水含硫量

硫极为有害,控制硫是稳定球化,提高材料性能的关键。

(1)采用低硫的炉料(金属炉料、燃料);

(2)出炉温度超过1450℃;

(3)采用碱性炉衬;

(4)采用炉外脱硫(具体方法:在包底球化剂的对面加入1%的复合脱硫剂,作到先脱硫后球化)。


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