評價鑄鐵試驗平臺的鑄造性能時,主要從流動性、收縮性、偏析性、吸氣性和夾雜性的角度出發(fā),根據(jù)理論分析結果和實踐經驗進行判斷。
1、鑄鐵試驗平臺成結方式、金液熱狀況和澆注度,以及氣體和非金屬夾雜物等有關。鑄鐵試驗平臺的成分以碳當量計算,一般屬于共晶或偏亞晶成分,處于Fe-C合金液相線溫度較低的成分范圍,其熔點低,不容易形成結晶體,流動性好。另外,鑄鐵試驗平臺的成分決定了其結晶溫度范圍較窄,趨向于逐層凝固方式,不易形成枝晶,流動阻力小,流動性較好。
鑄鐵試驗平臺中硅的作用和碳相似,硅量增加,液相線下降。因此,在同一過熱溫度下,鑄鐵的流動性隨硅量的增加而提高。錳的質量分數(shù)低于0.25時,錳本身對鑄鐵試驗平臺的流動性沒有影響。但是,當硫的質量分數(shù)高時,一方面會產生較多的MnS夾雜物,懸浮在鐵液中,鐵液的粘度;另一方面,硫的質量分數(shù)越高,越易形成氧化膜,致使鐵液流動性降低;懞凸枰粯,能使共晶點左移,降低共晶溫度和凝固開始溫度,提高流動性。實踐當中,通過提高澆注溫度來改變其流動性,從而提高鐵液的充型能力,減少冷隔或澆不到等問題。
2、鑄鐵試驗平臺收縮性凝固過程中有石墨析出,產生膨脹現(xiàn)象,抵消了一部分收縮,因而其收縮較小。由于凝固過程中的收縮現(xiàn)象是鑄鐵試驗平臺產生縮孔、縮松、應力、變形和開裂的原因,因此灰鑄鐵產生這些問題的傾向性比較小。當碳、硅含量較高時,石墨化膨脹較大,總體收縮很小,因而可以不必設置冒口或只設置很小的冒口(出氣冒口),從而簡化了鑄造工藝,提高了工藝出品率,這也是灰鑄鐵鑄造性能良好的一個原因。防止鑄鐵試驗平臺出現(xiàn)反白口的方法是:嚴格控制鑄鐵試驗平臺鐵液的化學成分和反石墨化元素;提高鐵液的溫度并強化孕育;降低球化劑中土的含量,在保證鑄鐵試驗平臺球化的條件下減少球化劑加入量。一般灰鑄鐵固態(tài)收縮率為0.9~1.3,受阻線收縮率僅為0.8~1.0。
3、試驗平臺指面上不同部位乃至晶粒內部,產生的成分不均勻現(xiàn)象根據(jù)偏析范圍的大小分為許多類型,鑄鐵試驗平臺和球墨鑄鐵件中出現(xiàn)的反白口問題,使得試驗平臺斷面外部呈灰口組織,而內部為白口組織。這是由鑄鐵試驗平臺成分偏析造成的,產生的原因主要包括:在鑄鐵試驗平臺已凝固部分的冷作用,中部分的凝固速度快于外部而形成反白口;有時型砂水分含量高,水分侵人鐵液,氧或氫與硫相互作用形成反白口;澆注溫度低鑄鐵形成反白口的傾向;在冷較快的情況下,凝固過程中出現(xiàn)成分偏析,如碳的反偏析;中部分含碳量低,按亞穩(wěn)定系凝固而析出滲碳體;鐵液含氫量高,鑄鐵試驗平臺凝固過程中集中在鑄鐵試驗平臺中部分,阻止石墨化而促使形成反白口;鐵液中含氧量高,鑄鐵試驗平臺凝固時氧向鑄鐵試驗平臺內部集中而引起內部白口;鑄鐵試驗平臺心部析出氣體,壓力升高,阻礙了該處的石墨化;與硫平衡的錳含量低或w/w,比值過高;微量元索銻、鉛、碲等雜質的偏析結果。