稀土在球墨鑄鐵中的作用

鎂、稀土和鈣在鑄鐵中都有使石墨球化的作用，就對它們作用的綜合評價而言，但是，在以鎂作主要球化元素的條件下，如果配合以適當(dāng)?shù)南⊥?，就可以相得益彰、取得更好的球化效果?/p>

    1.脫硫、脫氧

     鎂、鈣和稀土，在鐵液中都有很強(qiáng)的脫硫、脫氧作用。就元素與硫、氧作用和生成硫化物、氧化物的自由能而言，稀土（鈰）和鈣脫硫、脫氧的能力都比鎂強(qiáng)。但是，鎂的沸點(diǎn)為1107℃， 進(jìn)入鐵液后迅速氣化，對鐵液有強(qiáng)烈的攪拌作用。同時，溶于鐵液中的氣體易于向氣泡中擴(kuò)散、析出，從而被氣泡帶出。鐵液中的氧化物、硫化物夾雜也易于被氣泡吸附一并排出。如果考慮反應(yīng)動力學(xué)的因素，鎂在鐵液中脫氧、脫硫的作用實(shí)際上強(qiáng)于稀土（鈰）和鈣。

    2.抑制干擾元素的作用

    球墨鑄鐵中，有一些元素起反球化的作用，通常稱之為干擾元素。干擾元素大致可分為兩類：一類，有人稱之為消耗型干擾元素，如硫、氧等，都易于與當(dāng)前廣泛應(yīng)用的各種球化元素形成化合物。鎂、稀土和鈣都可以脫硫、脫氧，消除它們的負(fù)面影響，當(dāng)然其本身也要因此而消耗掉一部分。

    3.對鑄鐵白口傾向的影響有其兩面性

    溶于鐵液中的稀土，促進(jìn)形成碳化物的作用很強(qiáng)，是反石墨化元素，但是，在以鎂為主的球化劑中配合以少量的稀土，因其具有增強(qiáng)孕育的作用，反而能使鑄鐵的白口傾向大為減輕。

可是，如果鐵液中殘留稀土量過多，就有增強(qiáng)鑄鐵白口傾向的作用。這種看似矛盾的現(xiàn)象，實(shí)際上并不矛盾，其原因是：稀土與硫、氧結(jié)合的能力很強(qiáng)，少量的稀土，很快就與鐵液中的硫和氧作用，形成大量細(xì)小的硫化物和氧化物，為鑄鐵的石墨化提供了大量異質(zhì)晶核，使石墨球的數(shù)量大幅度增加，便于鐵中的碳向石墨球擴(kuò)散，從而抑制白口的生成。如果稀土加入量多，除與氧和硫作用的以外，還有多余的溶于鐵液，這部分殘留稀土當(dāng)然就會增強(qiáng)鑄鐵的白口傾向。

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南京諾金高速分析儀器廠

2021年12月20日