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--
碳(tan)(tan)本身(shen) 是構成石(shi)(shi)墨(mo)(mo)的(de)元素(su)，增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)含碳(tan)(tan)量(liang)(liang)能使(shi)(shi)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)的(de)均質晶核增(zeng)(zeng)(zeng)多，也能使(shi)(shi)鐵(tie)液中(zhong)(zhong)(zhong)未溶(rong)解(jie)的(de)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)夾雜物增(zeng)(zeng)(zeng)多，使(shi)(shi)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)非均質晶核增(zeng)(zeng)(zeng)多，從而(er)可以(yi)提(ti)高(gao)焊接平臺鐵(tie)液的(de)實際結(jie)晶溫度。因(yin)此(ci)，碳(tan)(tan)，碳(tan)(tan)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)中(zhong)(zhong)(zhong)是cujin石(shi)(shi)墨(mo)(mo)的(de)元素(su)。但含碳(tan)(tan)量(liang)(liang)過(guo)高(gao)，會使(shi)(shi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)的(de)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)化程(cheng)度zengda，石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粗大，基體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)球光(guang)體(ti)減(jian)少，鐵(tie)素(su)體(ti)增(zeng)(zeng)(zeng)多，使(shi)(shi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件力學性能降低(di)(di)。為了提(ti)高(gao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)的(de)強度，使(shi)(shi)組織中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)細(xi)化，數量(liang)(liang)減(jian)少，珠(zhu)光(guang)體(ti)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)， 需要適當降低(di)(di)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)含碳(tan)(tan)量(liang)(liang)。
--硅--
硅(gui)(gui)是強烈cujin石墨(mo)(mo)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)元素。增(zeng)加含(han)硅(gui)(gui)量(liang)(liang)可使鑄鐵的(de)(de)(de)石墨(mo)(mo)化(hua)(hua)程度(du)zengda，基體組(zu)織中鐵素體量(liang)(liang)增(zeng)加而珠(zhu)光體量(liang)(liang)減少。若含(han)硅(gui)(gui)量(liang)(liang)過低，石墨(mo)(mo)化(hua)(hua)不良，則易(yi)出現麻口或白口組(zu)織。但硅(gui)(gui)含(han)量(liang)(liang)過高，易(yi)使石墨(mo)(mo)粗大(da)，力學性能(neng)降低。并且(qie)，在爐料的(de)(de)(de)添加順序(xu)當中，要(yao)嚴(yan)格(ge)遵(zun)守先增(zeng)錳(meng)，再(zai)增(zeng)碳，再(zai)增(zeng)硅(gui)(gui)的(de)(de)(de)工(gong)序(xu)要(yao)求。如(ru)果鑄鐵中不需要(yao)加錳(meng)，則遵(zun)守先增(zeng)碳，后增(zeng)硅(gui)(gui)的(de)(de)(de)原則。因(yin)為硅(gui)(gui)和硫(liu)一(yi)樣，都有影響(xiang)增(zeng)碳劑吸收作用。
--錳--
=錳是阻(zu)礙石(shi)墨(mo)(mo)化(hua)的(de)元(yuan)素，它(ta)使(shi)鑄鐵基體(ti)中(zhong)珠(zhu)光(guang)體(ti)量(liang)增多并得到細化(hua)的(de)珠(zhu)光(guang)體(ti)。在需要保證焊(han)接平臺鑄鐵的(de)珠(zhu)光(guang)體(ti)時，通常將錳含量(liang)控制在0.6---1.2的(de)范圍內(nei)。錳含量(liang)過(guo)(guo)高則易(yi)使(shi)鑄鐵組織中(zhong)出(chu)(chu)現自由(you)滲碳(tan)(tan)(tan)體(ti)，呈現白口傾向。錳可(ke)以溶(rong)(rong)于鐵素體(ti)形(xing)成(cheng)置換(huan)式固溶(rong)(rong)體(ti)，也可(ke)以溶(rong)(rong)解在滲碳(tan)(tan)(tan)體(ti)中(zhong)形(xing)成(cheng)含錳滲碳(tan)(tan)(tan)體(ti)。錳溶(rong)(rong)解在滲碳(tan)(tan)(tan)體(ti)中(zhong)，會加(jia)強鐵與碳(tan)(tan)(tan)的(de)結合能力，使(shi)滲碳(tan)(tan)(tan)體(ti) 為穩定，因而阻(zu)礙石(shi)墨(mo)(mo)化(hua)。錳對于石(shi)墨(mo)(mo)化(hua)的(de)影響，只有在它(ta)與硫(liu)發生化(hua)學反(fan)應后，才能通過(guo)(guo)剩余部分表現出(chu)(chu)來。
錳和硫之間有比較大的親和力(li)，可發(fa)生(sheng)以下反應
Mn+S=MnS
Mn+Fes=MnS+Fe
硫(liu)化錳(meng)的溶點(dian)高，在焊接平臺(tai)鐵液中(zhong)多以固體(ti)質點(dian)存在，密度小，可(ke)人鐵液中(zhong)浮出，或呈(cheng)顆粒狀夾雜(za)物存在于鑄鐵中(zhong)，從而(er)減(jian)弱硫(liu)的有(you)害作用(yong)。為了充(chong)分(fen)發(fa)揮錳(meng)抵(di)消硫(liu)有(you)害作用(yong)的能力，在生產，常常利用(yong)錳(meng)對(dui)硫(liu)的抵(di)消 性來調整錳(meng)硫(liu)比。
--硫(liu)--
-硫對鑄鐵石墨(mo)化(hua)(hua)的(de)影響與其存形(xing)式有關(guan)。若硫以三元(yuan)共晶體或富(fu)鐵硫化(hua)(hua)物(wu)形(xing)態存在(zai)，則因熔(rong)點低，結晶時沿晶粒邊界分布，阻(zu)礙鐵、碳(tan)原子的(de)擴散，從而可有力地阻(zu)礙石墨(mo)化(hua)(hua)的(de)進行。
硫在(zai)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)中(zhong)是有害元素，它以硫化鐵(tie)(tie)的形式(shi)完全溶解于鐵(tie)(tie)液中(zhong)，并能(neng)降低(di)碳在(zai)鐵(tie)(tie)中(zhong)的溶解度(du)（1的硫約(yue)可降低(di)0.5的碳），其(qi)成分、性質和(he)存在(zai)形式(shi)由鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)中(zhong)錳和(he)其(qi)他元素的含量而(er)決(jue)定。
另(ling)外，硫(liu)在焊(han)接平(ping)臺鑄鐵(tie)中惡化(hua)鑄鐵(tie)的鑄造性(xing)能，當鐵(tie)液中存在大量的硫(liu)化(hua)物時，鐵(tie)液的流動性(xing) 會降低，從而造成(cheng)補(bu)縮性(xing)能差，容易(yi)產生裂紋等缺陷。因此，一般將灰鑄鐵(tie)中的含硫(liu)量限制在0.1---0.12以下。
--磷--
-磷對鑄鐵(tie)的(de)石(shi)墨(mo)化影響(xiang)不大。磷和硅一(yi)樣可(ke)使鑄鐵(tie)的(de)共晶點(dian)(dian)左移，當鐵(tie)液中(zhong)的(de)磷含量達到(dao)1時，可(ke)使共晶點(dian)(dian)含碳量在(zai)鐵(tie)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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