如何通过铌提高灰铸铁材料的强度

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1、铌与碳极强的亲和力使其在铸铁及相似的高碳熔池中的回收变得复杂化。在铁合金或熔炼界面快速形成一层铌的碳化物，其溶解情况决定了铌在熔池中的回收率。通过对铌铁溶解过程的研究，进一步确定铌在铸铁中的行为。
2、根据制动盘性能以及铸造工艺要求，实验用铌铁纯度为65%的标准铌铁，铌铁的熔点范围为1580～1630℃(固相线和液相线温度)，远高于铸铁，略高于铸钢。铌与铁不发生放热反应。因此，铌铁在铁水中不是熔化过程，而是一个以界面扩散为基础的溶解过程。这个溶解过程需要一定时间，根据实验条件，将铌铁块加工为大小为Ф5mm×30mm的圆柱型。 实验设备包括10kg中频感应电炉，每次试验熔炼量为7kg，Ф35mm×150mm砂铸型，实验前砂型预热到200℃，铁水过热到1500℃浇注。分析仪器包括4XB金相显微镜、扫描电镜、MCO120-MHV-2000型显微硬度计等。
最后得出结论：
1)铌铁在铁水中不是熔化过程，而是一个以界面扩散为基础的溶解过程。在扩散前沿上，铌与石墨中的碳相互作用，使得石墨形态变得细小卷曲，在远离扩散方向上，由于铌含量较低，石墨形态受到的影响不大。
2)在垂直方向上，由于扩散温度较水平方向上高，其扩散层的宽度也较大，即垂直方向上更有利于铌铁的溶解扩散。
3)研究表明，铌对珠光体基体的影响在于使其细化，从而提高了材料的强度。