石灰氮在灰铸铁中的脱硫和强化机理及其加入方法

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[提要]本试验用CaCN2和少量CaF2作为灰铸铁的添加剂，旨在起脱硫和强化作用。
作者从理论上分析了其作用机理。试验证明用仿球铁冲入法处理，加入0.7～0.9％时，可改善石墨形态，增加和细化珠光体，脱硫率>35%，抗拉强度提高40MPa以上，硬度提高30HB以上。其加入工艺简单、无污染。用喷吹法处理效果更佳。

　　关键词：石灰氮 脱硫剂 固溶强化 喷吹法

  在灰铸铁成分中，过量的硫会恶化铸造性能和降低力学性能，其组织中的石墨形貌和基体对力学性能又起着决定性的作用，所以寻找一种既能脱硫又能改善石墨形貌、强化基体和工艺性能好的添加剂成了铸造工作者追求的目标。工业石灰氮(CaCN2)是一种化工原料，由于含有杂质而呈灰黑色颗粒或粉末状，有电石和氨的气味。这种石灰氮含氮量为18～22％，堆密度0.9～1.1t／m3，升华温度为1090℃，温度大于1100℃时进行分解。高温分解为Ca2+和[CN2]2-，[CN2]2-分解出氮和碳，Ca2+可用于脱硫，氮以原子的形式析出。有人用含氮合金作铸铁添加剂来提高力学性能。所以作者认为石灰氮中分解出的钙和氮都是可利用的元素，这是研究利用石灰氮对铸铁进行脱硫和强化的基点。