可鍛鑄鐵是將一定成分的白口鑄鐵，經(jīng)退火熱處理后獲得的1種高強(qiáng)度灰鑄鐵，其具有良好的塑性和韌性，但是澆注時(shí)因不易得到全白口熱處理工藝復(fù)雜，時(shí)間長(zhǎng)等原因，一般鑄件厚度不超過25mm，本文采用Bi-u復(fù)合孕育的方法，制作大斷面可鍛鑄鐵，并就B-Cu對(duì)大斷面可鍛鑄鐵的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，Bi在大斷面可鍛鑄鐵中對(duì)鑄態(tài)依然有強(qiáng)烈阻礙石墨化的能力，就大斷面而言，其含量必須超過一定值，才能使大斷面完全白口。指出Cu在可鍛鑄鐵中，引起了金屬的空位和其他晶格構(gòu)造上的缺陷，提高了原子的擴(kuò)散能力，大大減少了大斷面可鍛鑄鐵第一、二階段石墨化的時(shí)間，能使可鍛鑄鐵組織細(xì)密、形態(tài)好，那么，對(duì)大斷面可鍛鑄鐵其作用又如何，作者模擬進(jìn)行了探討，得出了相似的結(jié)論。
1試驗(yàn)條件和方法1.1試樣制備采用中頻爐熔煉，爐料為本溪生鐵和廢鋼，出鐵溫度為1500~1550爐前加入Cu、Bi，用沖入法進(jìn)行孕育處理，澆注成0 60mm抗拉試棒，本文所述金相圖均取自于與編號(hào)相對(duì)應(yīng)的抗拉試棒中心部位。
12力學(xué)性能測(cè)試采用WE30型液壓式萬能材料試驗(yàn)機(jī)對(duì)抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率進(jìn)行測(cè)定；硬度采用HB-300型布氏硬度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。
表1試棒編號(hào)及成分試棒化學(xué)成分孕育劑加入量編號(hào)2鉍含量對(duì)獲得大斷面可鍛鑄鐵白口組織的影響鉍對(duì)鐵液具有脫氧作用，在脫氧的同時(shí)，被氧化成Bi2O3，Bi2O3的熔點(diǎn)為860K它在鐵液中不能形成質(zhì)點(diǎn)，成不了石墨結(jié)晶核心，不能促進(jìn)石墨化，對(duì)獲得全白口鑄件無副作用，在氧化生成Bi2O3的同時(shí)，要從鐵液中吸收熱量，在鐵液中造成許多顯微低溫場(chǎng)，當(dāng)Fe3C生成時(shí)，要釋放出一定的能量，這些低溫場(chǎng)為Fe3C的形成提供了有利條件，擴(kuò)大金屬的白口傾向，將Bi2O3與Fe3C的生成能比較，生成Bi2O3吸收的能量是生成Fe3C釋放出的能量的幾十倍，據(jù)此，對(duì)于大斷面可鍛鑄鐵，依賴Bi能做到把原鐵液的白口傾向擴(kuò)大到足夠保證獲得全白口鑄件的程度，2、3分別為1、2、3鑄態(tài)金相圖，為麻口組織，說明Bi含量低，不能形成白口組織，3組織基本相似即當(dāng)珠光體+碳化物+魚骨狀萊氏體X500 3銅對(duì)大段面可鍛鑄鐵石墨化的影響Cu雖然是1種弱石墨化元素，但在有利于碳化物形成的條件下，或用量少于0.5%時(shí)，銅在凝固過程中會(huì)阻礙石墨化，因此4、5、6號(hào)試棒中Cu對(duì)白口的產(chǎn)生無副作用，是試棒熱處理工藝曲線，是試棒2、4、56在930°C保溫時(shí)，組織中滲碳體量隨保溫時(shí)間的變化關(guān)系曲線，與的圖形很相似，同單獨(dú)用0.03%Bi孕育相比較，用0.03%Bi-0.30%Cu復(fù)合孕育，第一階段石墨化時(shí)間可縮短3h，鐵素體量與保溫之間的關(guān)系曲線°保溫時(shí)，在不同時(shí)間觀察到試棒中鐵素體量隨保溫時(shí)間變化的關(guān)系曲線，與的很相似。由圖可見，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，試棒組織中鐵素體量逐漸增加，其中用0.03%Bi~0. 3%Cu復(fù)合孕育比單獨(dú)用Bi孕育時(shí)第二階段石墨化時(shí)間可縮短至少約5h，單獨(dú)加Bi孕育時(shí)，在730C保溫13h后，仍有部分珠光體未完全分復(fù)合孕育時(shí)，約經(jīng)過9hittp://www.cnki.net.96.珠光體就可完全分解，Cu細(xì)化了晶粒，縮短了碳原子的擴(kuò)散距離，同時(shí)，銅的存在引起了金屬中的空位和晶格的畸變，使鐵和碳原子的擴(kuò)散速度增大。在中也可看出隨著Cu量的增加，第二階段石墨化時(shí)間也進(jìn)一步縮短，這是由于Cu是1種弱石墨化元素造成的。根據(jù)文崎1，Cu的含量不能太高，因?yàn)镃u的進(jìn)一步增加會(huì)引起石墨形態(tài)惡化。同時(shí)過度的石墨核心出現(xiàn)，在退火過程中核心會(huì)不斷長(zhǎng)大，甚至?xí)B成石墨網(wǎng)，從而使可鍛鑄鐵性能大大削弱，在060mm斷面中Cu的most佳含量應(yīng)為0.3%.縮短可鍛鑄鐵退火時(shí)間的途徑不外乎就是降低滲碳體穩(wěn)定性，提高碳原子的擴(kuò)散速度和縮短碳的擴(kuò)散距離，以上表明，Cu兼有兩者作用，這一點(diǎn)對(duì)制作大斷面可鍛鑄鐵非常有利。
4銅對(duì)大斷面可鍛鑄鐵組織的影響表2力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果試棒編號(hào)與，而B-Cu復(fù)合孕育則不然，Cu提高擴(kuò)散能力，克服了后一方面的缺點(diǎn)。
30%Cu復(fù)合孕育，就可制作60mm左右大斷面的可鍛鑄鐵，而且性能優(yōu)良。因此在一些耐熱、耐磨場(chǎng)合，就可用可鍛鑄鐵代替其他材料，以達(dá)到節(jié)省成本的目的。
