硫S(熔點115℃)
時間:2019-09-28 來源:http://m.129909.cn/jswx/133.html
硫也是鑄鐵的常存五元素之一,在通常的鑄鐵中也被認為是有害元素。硫穩定滲碳體,阻止石墨化。硫最有意義的作用是能促進鑄鐵過冷(白口)。
在固態鑄鐵中,硫的溶解度很低,所以當溫度下降時,硫化錳便從鐵水中析出。硫少量溶于鐵素體及滲碳體中,降低碳在液態鑄鐵中的溶解度,大部分以硫化鐵(FeS)和其它硫化夾雜物(MnS、CeS)的形式存在于鑄鐵中,并分布于晶界上。
通常,完全熔化的鑄鐵在凝固以前,其中大多數硫化錳以粒狀存在。溶解的硫化錳集中在最終凝固的熔液中,位于生長著的奧氏體枝晶間。
硫化鐵的熔點低、且質軟而脆,能降低鑄鐵的強度,促進鑄鐵的收縮,并引起鑄鐵的過硬和裂紋形成。硫化錳的熔點高、且以顆粒狀分布,對鑄鐵的強度無多大影響,但使鐵水變稠,流動性變差。
對于灰鑄鐵,硫含量控制在低于0.15 %;對于球墨鑄鐵,原鐵水的硫含量主要影響球化處理效果,并消耗更多的球化劑,因此愈低愈好,球化處理后的硫含量通常在0.04 %以下。
1、對基體組織的影響
硫與球化元素有很強的結合能力,生成的硫化物或氧硫化物,存在于晶界周圍,使材料的強度值和沖擊性能大為下降。
硫低,球化率高;硫低,降低球化劑的加入量,減少夾渣、皮下氣孔等缺陷;減少鑄件中微觀夾雜物的含量;所以,硫低,提高鑄件的綜合性能,并且降低成本。當球化劑加入量不變時,硫高,會造成球化元素殘留量少而導致球化不良或球化衰退的現象;球化劑牌號不變時,球化劑加入量,隨鐵液含硫量的增加而增加。所以在球鐵生產中,為了穩定生產、提高質量,原鐵液含硫量越低越好。優質球鐵中的硫含量一般小于0.02%。
硫是反球化元素,屬于有害雜質。硫首先和稀土元素起作用,其中一部分與鎂、錳起作用。因此,加入的稀土和鎂其中相當部分與硫化合,剩下的才能起球化作用。硫化物殘留在鑄件中,破壞基體的強度或形成渣孔和皮下氣孔。同時,硫化物上升至金屬液表面時硫會被還原而重新回到金屬液內形成新的硫化物,消耗更多的稀土和鎂。因此,球化處理后熔渣一定要扒凈。
2、對球化效果的影響
生產實踐表明,加入球化劑后,只有當鐵液中硫的質量降到0.02%(對于鎂球鐵)或0.03%(對于稀土鎂球鐵)以下,才能保證球化良好。
對球墨鑄鐵而言,硫是反球化元素,它的數量對球化效果影響很大,球化效果的好壞取決于去氧、脫硫的程度,S元素增加球化元素Mg的消耗。
含硫量決定球化劑的加入量,原鐵水含硫0.02%~0.03%時,球化劑的加入量為0.8%~1.0%,當硫降至0.02%以下時,球化劑的加入量為0.6%~0.8%。球化劑的加入量還與壁厚、球化處理溫度、球化劑的組成亦即球化處理工藝有關。
稀土殘留量與原鐵水含硫量的關系
原鐵水含硫量% |
<0.02 |
0.025~0.04 |
0.04~0.06 |
0.06~0.1 |
稀土殘留量% |
0.2~0.3 |
0.03~0.035 |
0.035~0.045 |
0.04~0.05 |
球化劑的加入量與原鐵水含硫量的關系
(球化劑成分%:Mg8-10Re8-12Si58-34)
原鐵水含硫量% |
0.11~0.1 |
0.1~0.085 |
0.085~0.07 |
0.07?~0.06 |
0.06~0.05 |
0.05~0.04 |
0.04~0.03
|
球化劑加入量% |
1.8~2.0 |
1.7~1.9 |
1.6~1.8 |
1.5~1.7 |
1.4~1.6 |
1.3~1.5 |
1.2~1.6
|
3、降低原鐵水含硫量
硫極為有害,控制硫是穩定球化,提高材料性能的關鍵。
(1)采用低硫的爐料(金屬爐料、燃料);
(2)出爐溫度超過1450℃;
(3)采用堿性爐襯;
(4)采用爐外脫硫(具體方法:在包底球化劑的對面加入1%的復合脫硫劑,作到先脫硫后球化)。