CN102925615A

CN102925615A - 一种厚大断面球铁用长效抗衰退球化剂

Info

Publication number: CN102925615A
Application number: CN2012104868457A
Authority: CN
Inventors: 王丽萍; 郭二军; 冯义成; 姜文勇
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2013-02-13

Abstract

一种厚大断面球铁用长效抗衰退球化剂，它涉及一种抗衰退球化剂。本发明要解决现有的球化剂抗衰退能力差的问题。本发明的球化剂按质量百分含量是由40%～78%的Ce基轻稀土球化剂、18%～60%的Y基重稀土球化剂、0.05%～1.5%的Bi、0.05%～1.5%的Sb和1%~5%的Ni制成。本发明的球化剂抗衰退时间长达5小时，石墨球圆整，细小均匀，数量多。能够显著提高厚大断面球铁铸件的质量。本发明应用于核乏燃料储运领域。

Description

一种厚大断面球铁用长效抗衰退球化剂

技术领域

本发明涉及一种抗衰退球化剂。

背景技术

随着我国核电、核能事业的迅速发展，大亚湾、秦山等核电站及第一代核潜艇的乏燃料已到退役期，核乏燃料的储存运输及核乏燃料的后处理已迫在眉睫，急需核乏燃料的储运容器。核乏燃料的储存运输及后处理是保证核安全、防止环境污染的关键，是关系子孙后代的千秋大业。球墨铸铁本身就具有防辐射作用，价格低廉，性能优异，用于制造核乏燃料储运容器倍受世界各国的关注。由于核乏燃料储运容器铸件属于厚大铸件，在普通砂型的情况下，凝固时间24小时以上，即使是采用强制冷却措施，一般情况下，球墨铸铁核乏燃料储运容器铸件的凝固时间也长达2小时以上。在如此长的凝固时间下，球化良好的铁水会出现球化衰退或者石墨畸变，将会大大的降低厚大断面球铁件的力学性能尤其是塑性和低温韧性，而核乏燃料储运容器铸件要求有很高的塑性和低温韧性，因此，在核乏燃料储运球墨铸铁件中出现石墨衰退或者石墨畸变是不允许的。因此，开发一种长效球化剂对于生产优质的球墨铸铁核乏燃料储运容器具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的球化剂抗衰退能力差的问题，而提供一种厚大断面球铁用长效抗衰退球化剂。

本发明的一种厚大断面球铁用长效抗衰退球化剂，按质量百分含量是由40%～78%Ce基轻稀土球化剂、18%～60%Y基重稀土球化剂、0.05%～1.5%Bi、0.05%～1.5%Sb和1%~5%Ni制成。

本发明包含以下有益效果：

本发明制备的球化剂的抗衰退时间长达5小时，石墨球圆整，细小均匀，数量多。能够显著提高厚大断面球铁铸件的质量。

本发明结合长期以来从事球墨铸铁研究的经验，开发出一种长效球化剂，该球化剂配方简单，含有轻稀土、重稀土以及少量稀有元素Bi、Sb和Ni，成本相对低廉。

附图说明

图1为保温0min的石墨电镜形貌图；

图2为保温90min的石墨电镜形貌图；

图3为保温180min的石墨电镜形貌图；

图4为保温270min的石墨电镜形貌图；

图5为保温330min的石墨电镜形貌图；

图6为保温360min的石墨电镜形貌图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种厚大断面球铁用长效抗衰退球化剂，按质量百分含量是由40%～78%Ce基轻稀土球化剂、18%～60%Y基重稀土球化剂、0.05%～1.5%Bi、0.05%～1.5%Sb和1%~5%Ni制成。

本实施方式制备的球化剂的抗衰退时间长达5小时，石墨球圆整，细小均匀，数量多。能够显著提高厚大断面球铁铸件的质量。

本实施方式结合长期以来从事球墨铸铁研究的经验，开发出一种长效球化剂，该球化剂配方简单，含有轻稀土、重稀土以及少量稀有元素Bi、Sb和Ni，成本相对低廉。

具体是实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：厚大断面球铁用长效抗衰退球化剂按质量百分含量是由60%的Ce基轻稀土球化剂、38%的Y基重稀土球化剂、0.06%的Bi、0.07%的Sb和1.87%的Ni制成。其它与具体实施方式一相同。

具体是实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述的Ce基轻稀土球化剂是由6%~8%的轻稀土，7%~8%的Mg，1%~2%的Ca，40%~42%的Si和余量为Fe制成。其它与具体实施方式一或二相同。

具体是实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述的Y基重稀土球化剂是由6%~8%的重稀土，7%~8%的Mg，2%~3%的Ca，40%~43%的Si和余量为Fe制成。其它与具体实施方式一至三之一相同。

通过以下试验验证本发明的有益效果：

试验1

首先将Ce基轻稀土球化剂和Y基重稀土球化剂破碎成5~45mm的碎块，Bi块、Sb块和Ni块锯切成3~20mm的碎块，然后按质量百分含量将60%的Ce基轻稀土球化剂、38%的Y基重稀土球化剂、0.06%的Bi块、0.07%的Sb块和1.88%的Ni块混合均匀，得到厚大断面球铁用长效抗衰退球化剂，备用；

其中，所述的Ce基轻稀土球化剂是由7%的轻稀土，7%的Mg，1.2%的Ca，,42%的Si和余量为Fe制成；

所述的Y基重稀土球化剂是由6.7%的重稀土，7.2%的Mg，1.2%的Ca，43%的Si和余量为Fe制成。

试验材料：试验1的厚大断面球铁用长效抗衰退球化剂加入量为1.5%，孕育剂为75#SiFe，加入量为1.2%。

试验球铁牌号为QT400-15，铁水成分范围为3.4%~3.6%的C；1.2%~1.4%的Si；Mn<0.5%；P<0.05%；S<0.05%。

采用25kg中频感应炉将试验球进行熔炼铁水，采用箱式电阻炉对铁水进行保温。

铁水出炉温度为1450~1600℃，包底球化处理，将处理好的铁水放入电阻炉进行保温，保温温度为1200~1300℃，铁水保温时间为0min，15min，45min，60min，90min，120min，150min，180min，210min，240min，270min，300min，330min，360min，铁水经不同时间保温后，取铁水浇注成Ф20×100的金相试样，进行金相组织观察，分析石墨形态，观察不同保温时间的石墨衰退情况。

不同保温时间的石墨形态如图1至图6所示。由图图1至图6可知，当铁水保温330min后，试样中的球化等级仍能保持3~4级。这说明该球化剂抗衰退性能良好。所以，该球化剂可以应用厚大断面球铁件生产。

Claims

1.一种厚大断面球铁用长效抗衰退球化剂，其特征在于厚大断面球铁用长效抗衰退球化剂按质量百分含量是由40%～78%的Ce基轻稀土球化剂、18%～60%的Y基重稀土球化剂、0.05%～1.5%的Bi、0.05%～1.5%的Sb和1%~5%的Ni制成。

2.根据权利要求1所述的一种厚大断面球铁用长效抗衰退球化剂，其特征在于厚大断面球铁用长效抗衰退球化剂按质量百分含量是由60%的Ce基轻稀土球化剂、38%的Y基重稀土球化剂、0.06%的Bi、0.07%的Sb和1.88%的Ni制成。

3.根据权利要求1所述的一种厚大断面球铁用长效抗衰退球化剂，其特征在于所述的Ce基轻稀土球化剂是由6%~8%的轻稀土，7%~8%的Mg，1%~2%的Ca，40%~42%的Si和余量为Fe制成。

4.根据权利要求1所述的一种厚大断面球铁用长效抗衰退球化剂，其特征在于所述的Y基重稀土球化剂是由6%~8%的重稀土，7%~8%的Mg，2%~3%的Ca，40%~43%的Si和余量为Fe制成。