焊接平臺鑄造過程中五大元素對灰鑄鐵組織和性能的影響
2019年06月28日
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焊接平臺鑄造工藝鑄鐵中的五大元素是指碳、硅、錳、硫、磷。碳和硅是普通灰鑄鐵中兩個主要的化學元素，他們對鑄鐵的組織和性能有著決定性的影響，生產中經常通控制與調整碳和硅的含量來控制和gaishan普通灰鑄鐵的組織與性能。
--碳(tan)--
碳(tan)本身(shen) 是(shi)構(gou)成(cheng)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)的(de)元素，增(zeng)(zeng)加含(han)碳(tan)量能(neng)使(shi)(shi)(shi)(shi)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)的(de)均質(zhi)晶(jing)核增(zeng)(zeng)多，也能(neng)使(shi)(shi)(shi)(shi)鐵(tie)液中(zhong)未溶解(jie)的(de)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)夾(jia)雜(za)物增(zeng)(zeng)多，使(shi)(shi)(shi)(shi)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)非(fei)均質(zhi)晶(jing)核增(zeng)(zeng)多，從而可以(yi)提(ti)高焊接平臺(tai)鐵(tie)液的(de)實際結晶(jing)溫(wen)度。因(yin)此，碳(tan)，碳(tan)鑄(zhu)鐵(tie)中(zhong)是(shi)cujin石(shi)(shi)墨(mo)(mo)的(de)元素。但含(han)碳(tan)量過高，會使(shi)(shi)(shi)(shi)鑄(zhu)鐵(tie)的(de)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)化(hua)程度zengda，石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粗大，基體(ti)中(zhong)球光(guang)體(ti)減少(shao)，鐵(tie)素體(ti)增(zeng)(zeng)多，使(shi)(shi)(shi)(shi)鑄(zhu)件力學(xue)性(xing)能(neng)降低(di)。為了提(ti)高鑄(zhu)鐵(tie)的(de)強度，使(shi)(shi)(shi)(shi)組織中(zhong)的(de)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)細化(hua)，數量減少(shao)，珠光(guang)體(ti)增(zeng)(zeng)加， 需要(yao)適當降低(di)鑄(zhu)鐵(tie)中(zhong)的(de)含(han)碳(tan)量。
--硅--
硅是強烈cujin石(shi)墨化的(de)元素。增加含(han)硅量(liang)可使鑄(zhu)鐵的(de)石(shi)墨化程度zengda，基體(ti)組織中(zhong)鐵素體(ti)量(liang)增加而珠光體(ti)量(liang)減少。若含(han)硅量(liang)過低，石(shi)墨化不(bu)良，則(ze)易(yi)出現(xian)麻口或白口組織。但硅含(han)量(liang)過高，易(yi)使石(shi)墨粗(cu)大，力學性(xing)能降低。并(bing)且(qie)，在爐料的(de)添加順序當中(zhong)，要嚴格遵守(shou)(shou)先(xian)增錳，再增碳，再增硅的(de)工(gong)序要求。如果鑄(zhu)鐵中(zhong)不(bu)需要加錳，則(ze)遵守(shou)(shou)先(xian)增碳，后增硅的(de)原(yuan)則(ze)。因為(wei)硅和硫一(yi)樣，都有(you)影響增碳劑吸收作用。
--錳--
=錳是阻礙(ai)石墨化(hua)的元素，它(ta)使鑄鐵(tie)(tie)(tie)基體(ti)中(zhong)(zhong)珠(zhu)光體(ti)量增多并得到細化(hua)的珠(zhu)光體(ti)。在需(xu)要保(bao)證(zheng)焊接平臺鑄鐵(tie)(tie)(tie)的珠(zhu)光體(ti)時，通(tong)(tong)常將(jiang)錳含(han)量控制在0.6---1.2的范圍內(nei)。錳含(han)量過(guo)高則易(yi)使鑄鐵(tie)(tie)(tie)組織中(zhong)(zhong)出(chu)現(xian)自由滲(shen)碳(tan)體(ti)，呈現(xian)白(bai)口(kou)傾向。錳可(ke)以溶于鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)形成(cheng)置(zhi)換式(shi)固溶體(ti)，也可(ke)以溶解在滲(shen)碳(tan)體(ti)中(zhong)(zhong)形成(cheng)含(han)錳滲(shen)碳(tan)體(ti)。錳溶解在滲(shen)碳(tan)體(ti)中(zhong)(zhong)，會加強鐵(tie)(tie)(tie)與碳(tan)的結(jie)合(he)能(neng)力，使滲(shen)碳(tan)體(ti) 為穩定，因而阻礙(ai)石墨化(hua)。錳對于石墨化(hua)的影響，只有(you)在它(ta)與硫發生化(hua)學反應(ying)后，才能(neng)通(tong)(tong)過(guo)剩余部(bu)分表現(xian)出(chu)來(lai)。
錳和(he)硫之間有比較大(da)的親(qin)和(he)力，可發生以下反應
Mn+S=MnS
Mn+Fes=MnS+Fe
硫(liu)化錳(meng)(meng)的溶點高，在(zai)焊接平臺鐵(tie)液中多以(yi)固(gu)體質點存在(zai)，密度小，可人鐵(tie)液中浮出，或呈顆粒狀夾(jia)雜物存在(zai)于鑄鐵(tie)中，從(cong)而減(jian)弱硫(liu)的有害作用。為了(le)充分(fen)發(fa)揮錳(meng)(meng)抵(di)消硫(liu)有害作用的能力，在(zai)生產(chan)，常常利用錳(meng)(meng)對硫(liu)的抵(di)消 性來調整錳(meng)(meng)硫(liu)比。
--硫--
-硫對(dui)鑄鐵(tie)(tie)石墨化的(de)(de)影響與其存形式有關。若硫以(yi)三元共晶(jing)體或富(fu)鐵(tie)(tie)硫化物(wu)形態存在，則因熔點低，結晶(jing)時沿晶(jing)粒邊界分布，阻礙鐵(tie)(tie)、碳原子的(de)(de)擴散，從而可有力地阻礙石墨化的(de)(de)進行。
硫(liu)在鑄鐵中(zhong)是有(you)害元(yuan)素，它以硫(liu)化鐵的(de)(de)形式(shi)完全(quan)溶(rong)解于(yu)鐵液中(zhong)，并能降(jiang)低碳在鐵中(zhong)的(de)(de)溶(rong)解度（1的(de)(de)硫(liu)約可降(jiang)低0.5的(de)(de)碳），其成分、性質和(he)存(cun)在形式(shi)由鑄鐵中(zhong)錳和(he)其他元(yuan)素的(de)(de)含量而(er)決定。
另外，硫在(zai)焊接平(ping)臺鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)中惡化鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)的(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造性(xing)能(neng)，當鐵(tie)液中存在(zai)大量的(de)硫化物時(shi)，鐵(tie)液的(de)流動性(xing) 會降低，從而造成補縮性(xing)能(neng)差，容易產生(sheng)裂(lie)紋(wen)等缺陷。因此，一(yi)般將灰鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)中的(de)含(han)硫量限(xian)制在(zai)0.1---0.12以(yi)下。
--磷(lin)--
-磷對鑄鐵的(de)石墨化影響不大。磷和硅一樣(yang)可使鑄鐵的(de)共晶(jing)點(dian)左(zuo)移(yi)，當(dang)鐵液中(zhong)的(de)磷含量達到1時，可使共晶(jing)點(dian)含碳量在(zai)鐵液中(zhong)減少0.3。
在生產實踐中鑄鐵中含磷量較高時，焊接平臺鑄件產生粘砂、氣孔等缺陷的傾向明顯減少。磷還可以降低液相線溫度，使流動性提高，有利于獲得完整的鑄件， 別是在澆注薄壁件時，含磷量可達0.5—0.8。有時為了提高某些鑄鐵的耐磨性能，還會有意識地加入一些磷，如機床床身、數控機床鑄件等，磷含量可達0.6以上，稱為高磷鑄鐵。
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