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影响铸铁抗氧化性的主要因素

2023-03-15 09:45:44      点击:

铸铁的抗氧化性与化学成分,石墨形态,石墨数量、基体组织等因素密切相关。其中,前两者的影响最为显著。

灰铸铁中的石墨呈片状,共晶团内连在一起,共晶团之间也基本相连,它成为氧进入金属内部的通道,固氧化速度很快,特别是内氧化发展迅速;球墨铸铁中的石墨是孤立的,没有这样的通道,故内氧化速度明显降低;蠕墨铸铁中的石墨在共晶团内连在一起,但共晶团之间互不相连,它的氧化速度介于灰铸铁和球墨铸铁之间。
不同珠光体含量的基体组织对铸铁的氧化速度及生长率的影响不同,珠光体含量对铸铁的抗氧化性影响不显著,但对生长率有明显影响,基本呈正比关系。
通过加入合金元素可改变氧化膜的结构,改善其致密性,增强氧化膜的保护作用,以提高铸铁的抗氧化性能。

在铸铁中加入某些合金元素时,铸铁的氧化膜组成及结构发生变化,即在原来的FeO层内形成富合金元素的、致密的尖晶石或橄榄石等复杂化合物。如果加入的合金元素数量足够,这些复杂化合物呈连续分布,金属离子及氧离子很难通过它们进行扩散,此时氧化膜就具有良好的保护作用,铸铁的抗氧化能力就显著加强。这时氧化膜很薄,一般分两层,即内部的FeO+Fe.M.O层和外部的FeO层,称为双层氧化膜。

提高铸铁抗氧化性的途径:

①加入合金元素,形成致密的氧化膜,阻止氧化的继续进行,从而提高铸铁的抗氧化性。

②降低碳含量,减少石墨数量,以减少氧化通道,且降低脱碳速度,避免因脱碳过快生成气体过多造成保护膜的开裂。
③改变石墨形态。

④表面复合处理,如使用表面渗铝、铸渗硅铝等工艺可在铸件表面形成富抗氧化元素的合金层,在高温下优先形成致密的氧化膜,从而显著提高铸铁的抗氧化性。


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