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随着新型孕育剂的加入,球墨铸铁梯形试块的厚度由50mmm减少到10mm,其硬度值从177.0N/mm2增加到232.7N/mm2,硬度值增加了55.7N/mm2,相对于添加前的从165.7N/mm2增加到236.3N/mm2,增加了70.6N/mm2,增加的幅度较小,这说明由于厚度的变化引起的断面敏感性较小,这就为生产厚大变截面球铁件提供了一种的复合新型孕育剂,使不同厚度部位的力学性能都能达到要求。 扫描电镜和能谱分析的结果表明,在不同牌号的球铁铁水中添加这种新型孕育剂后,从球墨铸铁中萃取出来的石墨球绝大多数呈现出近似圆球的形状,而不添加新型孕育剂时石墨球有很多呈现出各种典型的不圆整状态,比如,蠕虫状、椭球状、棒状等。由此可见,新型孕育剂的添加有利于石墨球圆整度的提高。
接着我们采用萃取球墨-压扁法、层磨法、高温烧结后石墨球核心物质的分析等各种途径对石墨球核心物质的分析可以得出,微量元素O、S、Bi等在石墨球形核的过程中起着至关重要的作用,正是它们与铁水中的各种金属元素发生反应生成各种氧化物、硫化物以及金属间化合物等,增加了石墨球形核的核心,从而达到增加石墨球数量,提高其圆整度的作用。 透射电镜研究结果表明,石墨的核心物质可能是一个颗粒,也可能是两个颗粒连在一起共同作为石墨核心,其尺寸大都为2-3um,由选区电子衍射图谱标定的结果可知,核心物质确实存在γ-MnS。综合XRD、EDS以及TEM的测试结果,我们推断石墨核心的发源地为Mn、Ca、Mg等的硫化物以及金属间化合物CeBi,外层为顽辉石MgO·SiO2及镁橄榄石2MgO·SiO2,通过孕育处理引入Ca后,反应生成了六方硅酸盐CaO·SiO2、CaO·Al2O3·2SiO2,它们与石墨的晶格失配度较低,石墨可以在其表面上形核析出。