影响铸钢流动性的因素及改善办法

铸造碳钢与铸铁相比，其铸造性能较差。流动性较低；钢液易氧化，形成夹渣；体收缩和线收缩都比较大；因而缩孔、缩松、热裂和冷裂的倾向都较大；比铸铁更容易产生气孔。所以我们在实际铸钢生产过程中应充分考虑铸造工艺，以便解决以上问题。

流动性是体现充填铸型的能力，影响铸件完整性和清晰度。流动性好，就能保证钢液很好地充满铸型、获得尺寸准确、轮廓清晰的铸件。流动性好还有利于钢液中气体和非金属夹杂物的排渣，改善补缩条件，提高铸件致密度，并在一定程度上减少缩松和热裂的产生。

影响流动性的因素很多，但主要有：

1. 钢液状态的影响

@钢液过热度的影响--过热度越高，钢液粘度越低，钢液在铸型腔中流动的速度就越大；同时钢液在冷却过程中给予铸型的热量也越多，铸型被加热的温度也就越高，使钢在液态下可流动时间就越长，对C%为一定值的碳钢来讲其开始凝固温度为一定值。因此，钢液温度越高（即浇注温度越高），过热度越大，钢液流动性越好。

@钢液中非金属夹杂物对其流动性影响也很大---由于整个冶金熔炼过程中，钢液中存在着许多种非金属夹杂，因而，提高其粘度，且机械地阻碍钢液在型腔中流动，降低钢液的流动性，数量越多，其流动性也就越差。如果是夹杂物呈多角形难熔的细小质点存在，则其流动性更差。如碳钢脱氧时所用脱氧剂的种类和加入次序对流动性影响也很大。其正确脱氧工艺应为：先加锰铁，后加硅铁或者直接加硅锰铁，此时脱氧产物主要是低熔点硅酸盐，因而钢液流动性好，若先加硅铁后加锰铁，脱氧产物主要是高熔点尖角形的SiO2,其尺寸极为细小，数量也较先加锰铁后加硅铁时约多一倍多，因而流动性差。若用复合脱氧剂（Al-Mn-Si或Si-Ca等），则形成低熔点脱氧产物，能很快地凝聚上浮，则其流动性更好。但如用Al脱氧过度，生成Al2O3 （(aluminium oxide)）夹杂物，尺寸小，钢液中不易上浮，量多时，使钢液变粘稠，流动性大为降低。

2. 化学成分的影响

2.1  C：对钢液的实际流动性影响最大，当在一定的浇注温度时，钢液的流动性随C%的增加而增加，这是因为C降低钢的液相温度，相应地增加了钢液的过热度。C还能降低钢的导热性，使钢液降温缓慢，有利于流动性的提高。如果浇铸温度不变，那么，低碳钢的流动性比中、高碳钢差。

在同样过热温度下，钢液C%结晶温度间隔与钢液流动性之间存在着明显对应关系。当C%从0增至0.1%时（从图1-1 A至H间），结晶温度间隔逐渐增大，钢液流动性相应降低；C%从0.1%至0.18%时（H至J间），结晶温度间隔逐渐缩小，钢液流动性则相应地增加；当C%由0.18%至0.51%时（J至B间），结晶温度间隔又铸件增大，而钢液流动性则相应降低。总之，从图1-1的Fe-C状态图中可知，结晶温度间隔愈大，钢的流动性愈差。显然，这是由于结晶温度间隔愈大，其树状晶愈发达，粗大，造成对钢液流动更大的阻碍的结果而降低流动性。

2.2  Si 和 Mn:  使钢液流动性有所提高，因其加入而降低了钢的液相线温度。Si、Mn的脱氧作用和镇静作用，减少了钢液中的非金属夹杂物，故提高了流动性。

2.3  S：恶化流动性，因为S形成难熔的MnS夹杂；如果S形成更难熔的Al2S3和ZrS2,则对流动性的影响更甚。一般铸造碳素钢中S%<0.06%,较低，因此，S对铸造碳钢的流动性影响不大。

2.4  P: 当P%>0.05%时，P能改善钢液的流动性，这是因为P能够降低钢的液相线温度和形成低熔点的硫化物。但P含量较高时，虽增加流动性，却使铸件很脆，因此，P对流动性影响实际应用意义不大。

在我们实际生产中，控制钢液状态和化学成分，来保证钢液具有必要的流动性，其中控制浇注温度最为重要。足够高的浇注温度能保证钢液充满铸型并获得良好铸件表面质量、清晰的轮廓，但浇注温度过高，又易引起热裂、粘砂、气孔等铸造缺陷。故在保证获得优质铸件条件下，应采用较低的浇注温度。铸造碳钢的浇注温度通常等于钢的液相温度Ac3加上30-50℃或50-100℃。具体的浇注温度应根据钢号及铸件、铸型和浇注方式的特点而定，低碳钢采用较高的浇注温度，而高碳钢则应采用较低的浇注温度；小件、薄壁件、结构复杂件应采用较高的浇注温度；熔模精密铸造通常为热模，其浇注温度可适当降低。

---BYL Wrote in Wuhan on 20220915