生铁中存在具有遗传性的过共晶石墨,在熔化时,碳原子在原始石墨上生长造成石墨粗大且大小不均匀,石墨尖头的应力集中效应,降低了铸件的力学性能。因此西安废旧钢材回收以生铁为主的配料工艺,即使加入较高的合金元素,铸件本体强度偏低,硬度偏高。。
采用合成铸铁工艺,消除了生铁中粗大石墨的遗传性,石墨大小为4~5级,石墨形态得到改善,使石墨分布更均匀,同时降低了铸件的缩松倾向,改善了铸件的加工性能。
合成铸铁因使用大量的废钢及增碳剂,铁液中氮含量急剧升高,氮元素在铁液中可成为碳化物的稳定剂,促进碳化物的形成,它对石墨生长过程有影响,并能促进珠光体形成。另外氮可使石墨片长度缩短,弯曲程度增加。
端部钝化,共晶团细化和珠光体数量增多,从而提高其力学性能[3]。但是当铁液中氮含量达到120~150 ppm时,铸件将产生枝晶间裂隙状氮气孔,氮气孔缺陷常常与缩松缺陷相混淆,不少铸造厂将其作为缩松缺陷开展技术攻关,因判断错误致使措施无效。
对于灰铸铁,孕育的实质是借助孕育剂去影响铁液的共晶反应,西安废旧钢材回收良好的孕育处理是灰铸铁获得细小均匀的A型石墨、消除碳化物及过冷组织,减少断面敏感性及硬度散差,改善铸件力学性能及加工性能的基本保障。