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由于稀土元素的化学性质很活泼,具有脱硫、脱氧、去气、净 化铁水和球化作用,稀土元素加入铁水中,可以使石墨呈球状。不 同稀土元素对石墨的球化能力是不同的,铈、镧、钇是在球墨铸铁 中应用最多的三个稀土元素,铈对石墨的球化能力比镧强。20世 纪70年代,我国将重稀土元素钇用于球墨铸铁生产,钇基重稀土 球化剂球化能力强,在铁水中具有强的脱硫、脱氧、净化铁水的作 用,同时有降低共晶点和过冷度的作用。用钇基重稀土作为球化剂生产球墨铸铁,铁水必须是高碳低硅的过共晶铁水。若用亚共晶成 分的铁水,基本上处理不成球墨铸铁,而用低碳过共晶铁水则形成 白口。稀土元素对石墨的球化作用在很大程度上受到铁水中硫含量 和冷却速度的影响,硫除了消耗稀土球化剂外,还缩小了使石墨球 化的稀土存在范围,提高冷却速度有促进石墨球化的作用,同时有 利于消除反白口和表皮蠕墨层生成的倾向。因此,用稀土球化剂处 理铁水必须控制其碳含量和含硫量,处理后应采取有效的扰动工艺 和较高的铁水冷却速度。
稀土球化剂的不足之处在于它不能引起像含镁球化剂那样的沸 腾翻滚作用,影响了稀土球化剂的吸收。解决这个问题的有效办法 是采用喷吹处理,处理后稀土合金的吸收率高达70%以上,并成 功地使含硫量高达0.1%以上的铁水中的石墨球化。
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