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石墨漂浮

在球墨铸铁件纵断面的上部的石墨黑斑

石墨漂浮 carbon flotation，在球墨铸铁件纵断面的上部，一层密集的石墨黑斑。和正常的银白色断面组织相比，有清晰可见的分界线。金相组织特征为石墨球破裂，同时缺陷区富有含氧化合物和硫化镁。

简介
石墨漂浮是球墨铸铁特有的缺陷，通常发生在壁厚大于25mm的铸件上，因此也是大型、厚壁球墨铸铁件的一种常见缺陷。石墨漂浮的特征是在铸件的上表面聚集了大量石墨，宏观断口呈均匀黑斑状。在石墨漂浮的密集区，可看见球状石墨形态已被破坏，成为“开花形”，并通常与硫化镁和氧化镁聚合在一起。经化学分析，碳、镁、稀土及硫含量有偏高的现象。通常认为，石墨漂浮的产生过程是由于碳、硅含量高，铁液冷却速度缓慢，析出多量的大径石墨，并在铸件上部偏析而集聚。石墨漂浮的存在，降低了铸件的力学性能，也影响了铸件的表面质量。
措施
(1)Mn量限制在最低的需求量，并尽量降低原铁液的S量。?
(2)控制残余稀土含量，其含量(质量分数)应小于0．06%。?
(3)保持在还原性气氛中熔炼。?
(4)浇包应清铲干净，彻底去除残渣。?
(5)用纯镁处理时要扒尽铁液表面的浮渣。?
(6)孕育处理要迅速搅拌，充分除渣。?
(7)在高温(1480~1510℃)下孕育。?
(8)采用高温熔炼，低温浇注。?
(9)尽量加快铸件的凝固速度，例如在铸件厚壁处设置冷铁。?
(10)在生产特大断面铸件时，可添加适量的石墨化阻碍元素。
原因
针对石墨漂浮的原因，传统观念认为有以下几个方面。
( 1) 当铁液的碳当量过高时，以致铁液在高温时就析出大量石墨，由于石墨密度小，铸件在凝固时，石墨漂浮到铸件表面 ( 温度高) 或遗留在铸件内部 ( 温度低) ，随着碳当量的增高，铸件壁厚的加大，石墨漂浮倾向会加剧。
( 2) 硅是促进石墨化元素，铁液中过高的含硅量，也会使铸件在凝固过程中过量的石墨析出，从而造成石墨漂浮。
( 3) 稀土含量过少，造成碳在铁液中的溶解度降低，由于球墨铸铁含碳量较高，造成大量石墨析出，形成石墨漂浮。
( 4) 浇注温度过高时，铸件凝固过程中长时间处于液态，有利于石墨的析出，将使石墨漂浮倾向增大。
( 5) 若铁液从球化处理到浇注完毕的时间过长会造成球化及孕育衰退，致使球状石墨大量开裂，同时又由于液态时间长，析出大量石墨，从而造成石墨漂浮。
( 6) 铸件壁厚设计不合理，如铸件壁厚不均匀，局部壁厚过大等，浇注完毕后，过大壁厚处铁液凝固时间过长，同样的铁液在壁厚过大处容易出现石墨漂浮。
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