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)--
碳本身(shen) 是構成(cheng)石(shi)(shi)(shi)墨的(de)(de)(de)元素(su)，增(zeng)(zeng)加含(han)(han)碳量(liang)能(neng)(neng)使石(shi)(shi)(shi)墨的(de)(de)(de)均質(zhi)晶核(he)增(zeng)(zeng)多(duo)，也能(neng)(neng)使鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液中(zhong)未溶解的(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)墨夾雜物增(zeng)(zeng)多(duo)，使石(shi)(shi)(shi)墨非均質(zhi)晶核(he)增(zeng)(zeng)多(duo)，從而(er)可以提高焊接平臺鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液的(de)(de)(de)實(shi)際結晶溫度。因此，碳，碳鑄鐵(tie)(tie)(tie)(tie)中(zhong)是cujin石(shi)(shi)(shi)墨的(de)(de)(de)元素(su)。但(dan)含(han)(han)碳量(liang)過高，會使鑄鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)墨化(hua)程度zengda，石(shi)(shi)(shi)墨粗大(da)，基(ji)體(ti)中(zhong)球光體(ti)減少，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)增(zeng)(zeng)多(duo)，使鑄件(jian)力(li)學性能(neng)(neng)降低。為了提高鑄鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)強度，使組織(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)墨細化(hua)，數量(liang)減少，珠光體(ti)增(zeng)(zeng)加， 需要適當降低鑄鐵(tie)(tie)(tie)(tie)中(zhong)的(de)(de)(de)含(han)(han)碳量(liang)。
--硅--
硅是強烈cujin石(shi)墨化(hua)的元素(su)。增(zeng)加(jia)含硅量(liang)(liang)可(ke)使(shi)鑄鐵(tie)的石(shi)墨化(hua)程度zengda，基(ji)體組織中(zhong)(zhong)鐵(tie)素(su)體量(liang)(liang)增(zeng)加(jia)而珠光體量(liang)(liang)減少。若含硅量(liang)(liang)過低，石(shi)墨化(hua)不良，則易出現(xian)麻口或白(bai)口組織。但(dan)硅含量(liang)(liang)過高，易使(shi)石(shi)墨粗大，力(li)學性能降(jiang)低。并且，在爐料的添(tian)加(jia)順序當中(zhong)(zhong)，要(yao)嚴(yan)格遵守先增(zeng)錳，再增(zeng)碳，再增(zeng)硅的工序要(yao)求(qiu)。如果鑄鐵(tie)中(zhong)(zhong)不需要(yao)加(jia)錳，則遵守先增(zeng)碳，后(hou)增(zeng)硅的原則。因為硅和硫一樣(yang)，都(dou)有(you)影響增(zeng)碳劑吸(xi)收作用。
--錳--
=錳是阻礙石墨(mo)化的元素，它使(shi)鑄鐵(tie)基體(ti)(ti)(ti)中(zhong)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)(ti)量(liang)增多并得到(dao)細化的珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)(ti)。在(zai)(zai)需要(yao)保證焊接平臺(tai)鑄鐵(tie)的珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)(ti)時，通(tong)常將錳含量(liang)控制(zhi)在(zai)(zai)0.6---1.2的范圍內。錳含量(liang)過高則易使(shi)鑄鐵(tie)組織(zhi)中(zhong)出現(xian)自由(you)滲(shen)(shen)碳體(ti)(ti)(ti)，呈(cheng)現(xian)白口(kou)傾向(xiang)。錳可以(yi)溶于鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)形成(cheng)置換(huan)式固溶體(ti)(ti)(ti)，也可以(yi)溶解在(zai)(zai)滲(shen)(shen)碳體(ti)(ti)(ti)中(zhong)形成(cheng)含錳滲(shen)(shen)碳體(ti)(ti)(ti)。錳溶解在(zai)(zai)滲(shen)(shen)碳體(ti)(ti)(ti)中(zhong)，會(hui)加強鐵(tie)與(yu)碳的結合能(neng)力，使(shi)滲(shen)(shen)碳體(ti)(ti)(ti) 為(wei)穩定，因(yin)而(er)阻礙石墨(mo)化。錳對于石墨(mo)化的影響，只有在(zai)(zai)它與(yu)硫(liu)發(fa)生化學反(fan)應后(hou)，才能(neng)通(tong)過剩余部分表現(xian)出來。
錳(meng)和硫(liu)之間有比(bi)較大的親(qin)和力，可發(fa)生(sheng)以(yi)下反應
Mn+S=MnS
Mn+Fes=MnS+Fe
硫(liu)(liu)化錳的溶點(dian)高，在焊接(jie)平臺鐵液中(zhong)多以固體質(zhi)點(dian)存(cun)在，密度小(xiao)，可人鐵液中(zhong)浮出，或呈顆粒狀(zhuang)夾雜物存(cun)在于鑄(zhu)鐵中(zhong)，從而減弱(ruo)硫(liu)(liu)的有(you)害作用。為(wei)了充分發揮(hui)錳抵(di)消硫(liu)(liu)有(you)害作用的能力，在生產，常常利用錳對硫(liu)(liu)的抵(di)消 性(xing)來(lai)調(diao)整(zheng)錳硫(liu)(liu)比(bi)。
--硫--
-硫對鑄鐵石墨化的影響(xiang)與其存形式(shi)有關。若硫以三元(yuan)共晶(jing)體或富(fu)鐵硫化物形態存在(zai)，則因(yin)熔點(dian)低(di)，結晶(jing)時沿晶(jing)粒邊界分(fen)布，阻礙(ai)鐵、碳原子的擴(kuo)散，從而(er)可有力地(di)阻礙(ai)石墨化的進行(xing)。
硫在(zai)鑄鐵中(zhong)是有(you)害元(yuan)素，它(ta)以硫化(hua)鐵的形(xing)式完(wan)全溶解于鐵液中(zhong)，并能(neng)降(jiang)低碳在(zai)鐵中(zhong)的溶解度（1的硫約可降(jiang)低0.5的碳），其成(cheng)分、性質和存(cun)在(zai)形(xing)式由(you)鑄鐵中(zhong)錳和其他元(yuan)素的含量(liang)而決定。
另外，硫(liu)在(zai)焊接平(ping)臺鑄(zhu)鐵(tie)(tie)中惡化鑄(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)鑄(zhu)造(zao)(zao)性能，當鐵(tie)(tie)液中存在(zai)大量的(de)硫(liu)化物(wu)時，鐵(tie)(tie)液的(de)流動性 會降低，從而(er)造(zao)(zao)成補(bu)縮(suo)性能差，容(rong)易(yi)產生裂紋等缺陷。因(yin)此，一般(ban)將灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)中的(de)含硫(liu)量限制在(zai)0.1---0.12以下。
--磷--
-磷對鑄鐵的(de)石墨化影響不大。磷和(he)硅一樣可(ke)使鑄鐵的(de)共晶點(dian)左(zuo)移(yi)，當鐵液(ye)中的(de)磷含量(liang)達(da)到1時，可(ke)使共晶點(dian)含碳量(liang)在鐵液(ye)中減少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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