关于增硫的另一说法

光辉铸造

关于电炉灰铸铁增硫问题
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       前面已经说过，中频感应电炉熔炼铸铁工艺对比冲天炉熔炼，除了具有熔化温度高的优势外，却有不少缺点，主要有三个方面的问题：一是铁水过冷倾向较大，极易产生影响材料机械性能的D、E型石墨；二是铁水纯净，异质结晶核心较少，导致孕育效果差，在同等成分条件下，铸件强度偏低铁质偏硬；三是收缩倾向较大，在高牌号灰铸铁中锰含量较高时，容易产生显微缩孔、缩松。

针对上述问题，应对的措施是：

" o9 {- e# m  v& b1、在熔化后期增加一个高温保持时间，尽可能使各种炉料熔化的铁水晶粒均匀，尤其是细化石墨；

2、适量增加外来异质核心（如硫化物），强化孕育效果，促进A型石墨的形成；

3、控制高牌号灰铸铁的硫、锰含量及其比例，控制回炉料比例，达到合适成分。
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这些措施，对不同结构的铸件产品是有差别的，需在实践中掌握。
" D! Z" l' P, @3 K, A8 U& }
        某公司某日，用电炉熔炼6炉灰铁HT300铁水，浇铸液压阀G03、G02等产品，经解剖内部组织发现大面积显微缩孔、缩松、缩裂，共830只全部报废。检测布氏硬度HBS241，化学成分C3.27，Si1.78，Mn0.83，S0.087，P0.04。珠光体98%，E形石墨达80%（A型20%），石墨长度5级。据有关人员研究分析，应是铁水材质出了问题。
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        化学成分分析的结果，对一般的薄壁HT300铸件来说似乎是正常的，然而对于液压阀铸件（壁较厚）却出了问题。此缺陷成因：初步判断是铁水中MnS的含量过高而引起的铸件显微缩孔、缩松、缩裂，也就是说铁水中的S、Mn含量超出铸件所适应的范围（对不同铸件其成分量有差别）。
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       由于在熔炼中加入了一定量的增S剂，铁水中的S、Mn含量积累达到一定程度，就会导致铁水含S量超出铸件自身正常凝固结晶的要求，从而产生此类缺陷。对策：停止加入增S剂，调整Mn的含量，保证HT300灰铁的五元素的正常含量，调整后，缺陷全部消除。
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# j) E( a# j+ u       在电炉灰铁铁水中通过加入增S剂形成一定量的MnS，作为异质核心，提高孕育效果，这从理论来说是正确的，但是近年来大多数文献资料所说，电炉高牌号灰铁的含S量需控制在0.05-0.10%比较合适，然而许多工厂的实践证明，当含Mn量在1%左右时，若铸件成分分析含S量超过0.05%，铸件就开始产生缩孔缺陷，当含S量超过0.07%时就会发生批量缩孔，这种现象如何解释呢？

        灰铸铁中的S有两种存在形式，一种是单质，另一种是化合状态的MnS，灰铁中起结晶核心作用的硫，主要是化合状态的MnS，我们现在的化验手段（无论是化学分析还是光谱分析），都只能分析出铸件和铁水中单质状态的S，而以化合状态（MnS）存在的S是化验不出来的。当单质S含量超过0.05%时，化合态的S含量就比较高了，此时的铁水中：

) G' l  W/ o4 H! dMnO+FeS=MnS+FeO，FeO+C=Fe+CO,或2FeO+C=2Fe+CO2

       这时铁水在凝固过程中就在析出CO或CO2的同时产生部分棕色的MnS粉沫，形成铁渣反应气缩孔。只要具备一定的条件，这种气缩孔，不仅在电炉铁水也在冲天炉铁水中发生。其实我们在电炉熔化过程中，已经增加了一部分硫，这些硫来自于：

. R& C  ?& x7 h2 D3 D1、由回炉的浇注系统带来，浇注系统中的硫磷含量远高于铸件中的含量；
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& F8 o  t( ?: Y) L& {* a2 R5 j2 }2、生铁中的硫，一般生铁中的硫含量是不高的，而我们购买的普通生铁上面都携带不同程度的炉渣（拉圾），我们是不会化验的，但这些拉圾却含有较高的硫磷，会带入炉内；

3、废钢和生铁等炉料的铁锈，氧化铁含量较高，进入铁水中会增加硫的吸收率。在这样的情况下，如果我们再补加硫化铁来增S,就过分了。实际生产高牌号灰铸铁件时，铁水中的单质S控制在0.03-0.05%之间为妥。

老翻砂匠

究竟E墨属不属于过冷石墨？

castengineer

1:化学成分C3.27，Si1.78，Mn0.83，S0.087.CE=3.85.此成份锰.硫值超过硫锰共熔曲线,引起的铸件显微缩孔、缩松、缩裂是正常的.
2:此成份不会引起过冷石墨.如有,应是熔化工艺和孕育过程有不尽人意之处
) w/ V, `$ k: T3:MnO+FeS=MnS+FeO，FeO+C=Fe+CO,或2FeO+C=2Fe+CO2.用此系列方程式来谈锰在灰铁中的金属学行为.是错误的.
5 @5 J( E: F/ G' W4:铸铁中的单质硫很难存在.
6 ?% @1 @: ~" g8 t' v* C% H2 M5:文中的论述的MNs是在灰铁非孕育状态下的金属学现象,在当今广泛使用多元孕育剂的情况下.其在灰铁中的金属学过程.不会如文中论述的那样.MNS的影响绝对化.单一化.

castengineer

老翻砂匠 发表于 2016-9-27 08:59
究竟E墨属不属于过冷石墨？

" m5 C, n# Q& `/ h2 e如你的贴子多次谈及,E墨属于过冷石墨.
  |5 H( F/ y# C) n- m

老翻砂匠

castengineer 发表于 2016-9-27 21:06
如你的贴子多次谈及,E墨属于过冷石墨.

真的搞糊涂了，我一直认为D与E墨都应该属于过冷石墨，所有的教科书上也都这么描述的，在石墨的形成过程中，也应该是这样一一在较大的过冷条件下，在发达的A枝晶中形成，D与C的不同在于有方向性和无方向性、枝晶点状与枝晶片状的区别。
6 f8 T, @, m6 i3 K$ |
* E; \" |( h5 a9 f8 D1 Q然而，孙国雄老师确纠正了我，说只有D墨是属于过冷石墨，E墨不属于过冷石墨。

$ C7 o1 p% K0 [由于时间仓促的关系，没能在孙老处讨教到真谛，有点遗憾！
$ v: Z. y' A) D
+ G( p3 p/ P' J$ v' i. U对此观点，实在是想不通～

foundry1986

castengineer 发表于 2016-9-27 21:03
2 Q6 \7 i5 @6 C1:化学成分C3.27，Si1.78，Mn0.83，S0.087.CE=3.85.此成份锰.硫值超过硫锰共熔曲线,引起的铸件显微缩孔、缩 ...

" H  f: ?2 |) s! ^9 ~同意你的观点。应该是过量的锰引起的负面影响。

castengineer

! b6 e6 `2 M7 ~  h& k; ~: B

D.E石墨都是过冷石墨.勿容置疑..无论D.E都是灰铁共晶形核核心不足的情况下的结晶特点.只不过是D是偏重于温度过冷.E是偏于浓度过冷的产物.

高山流水

foundry1986 发表于 2016-9-28 05:33
同意你的观点。应该是过量的锰引起的负面影响。

HT300牌号中Mn0.83%，这个含锰量过量吗？？？

高山流水

请教：
) o1 g7 j1 B$ ]. u  k为什么“浇注系统中的硫磷含量远高于铸件中的含量”？？？

老翻砂匠

castengineer 发表于 2016-9-28 08:26
这是我对过冷石墨的认识.

9 @. G3 T1 \0 Z& n9 X0 F我在QQ与同事的交谈.难得糊涂是我.

非常赞同您的观点，类似的问题我们在论坛也交流过几次，但是，这次对于孙老的“E墨不属于过冷石墨”观点感觉很惊讶（若不是智深的名人的话，我会不屑一顾的），当然，此次带来其它的观点也是很新鲜的，比如：硅碳比越大，铸件的性能不见得越好；铸件的铸造应力与硅碳比并没有多大的关系，等等，他有一系列在美国的实验室做的数据；还有碳当量=C+1/4Si+1/2P，... ...

foundry1986

高山流水 发表于 2016-9-28 08:27
HT300牌号中Mn0.83%，这个含锰量过量吗？？？

这要与碳当量及硫的含量来确定。我们习惯用提高锰的含量来提高强度，所以对锰的负面影响考虑不多。

xuwu531

[b]castengineer硫值超过硫锰共熔曲线,引起的铸件显微缩孔、缩松、缩裂是正常的.，
有哪些资料介绍灰铸铁硫、锰含量与铸铁关系

光辉铸造

大师们越聊我越糊涂了，HT300中如果锰的量达不到1，如何保证强度呢？锰高过硫锰共熔曲线这句话，共熔曲线对应的锰硫值是多少呢。

老翻砂匠

铸造的学问太深奥了，一辈子也学不完！

daguzl-425

为什么“浇注系统中的硫磷含量远高于铸件中的含量”？因为铸件在凝固过程中，铁水中的磷硫及其化合物比重较轻，所以会上浮，富集到浇冒口内，多次重熔后硫磷含量增高。

jinqisu

castengineer 发表于 2016-9-28 08:26

                               
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* s3 |! H# x9 r, f2 b& tD.E石墨都是过冷石墨.勿容置疑..无论D.E都是灰铁共晶形核核心不足的情况下的结晶特点.只不过是D是偏重于温 ...

D.E石墨都是过冷石墨.勿容置疑..无论D.E都是灰铁共晶形核核心不足的情况下的结晶特点.只不过是D是偏重于温度过冷.E是偏于浓度过冷的产物.

同意上面观点。这编文章关于硫在灰铁的作用机理很有新鲜感，也有实际指导意义，具体问题具体分析，值得我们搞铸造技术的注意。

jinqisu

老翻砂匠 发表于 2016-9-28 08:57

                               
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# s# M  y; O+ k  s1 c6 i. e) ?+ g非常赞同您的观点，类似的问题我们在论坛也交流过几次，但是，这次对于孙老的“E墨不属于过冷石墨”观点 ...

碳当量=C+1/4Si+1/2P

9 \6 a: F) g+ T$ D& Y+ S这个公式就是热分析 （炉前快速分析）中的碳当量的实测值，也称液相线碳当量，只和初晶温度有关，和 CE=C+(Si+P)/3是不同的

RT-FLEX

为什么化合态的MnS检测不到？

qwsx

E型石墨不属于过冷石墨，这句话在大连理工周继扬教授的《铸铁彩色金相学》一书中也提到了。

castengineer

1 A6 w4 P# n: ?& y6 A6 }
2 Y  m5 ~: @! }' Y) T& k/ t/ s. G在论述中.谈到E型过冷度比A.B大,但小于D型.
8 e8 u, a9 }: e( j) L9 ^* B而经常D.E伴生.那在这种D.E伴生时.,也能定义E型石墨为非过冷石墨???
; G9 P: ?, Y% O4 C: k" Y当然泰斗们这样定义.也就这样叫.
但,对于我们现场工艺人员.在处理铸现场铸件石墨形态时.还是把E做为过冷石墨贴切些.因为,其是在大于A.B型石墨的过冷度情况的结晶结果.
也许.大师们能在D.E共存时.给一个E不是过冷石墨的判定标准.也好让我们依其处理现场铸件的石墨形态.