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)本身 是(shi)(shi)構成石墨(mo)的元素(su)，增(zeng)(zeng)(zeng)加含碳(tan)量能使(shi)(shi)石墨(mo)的均質(zhi)(zhi)晶核(he)增(zeng)(zeng)(zeng)多，也能使(shi)(shi)鐵(tie)(tie)液中未溶解的石墨(mo)夾雜(za)物增(zeng)(zeng)(zeng)多，使(shi)(shi)石墨(mo)非(fei)均質(zhi)(zhi)晶核(he)增(zeng)(zeng)(zeng)多，從(cong)而(er)可以提(ti)高焊接平臺(tai)鐵(tie)(tie)液的實際結晶溫度。因此，碳(tan)，碳(tan)鑄鐵(tie)(tie)中是(shi)(shi)cujin石墨(mo)的元素(su)。但(dan)含碳(tan)量過高，會(hui)使(shi)(shi)鑄鐵(tie)(tie)的石墨(mo)化程度zengda，石墨(mo)粗大，基體(ti)(ti)中球光體(ti)(ti)減少，鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)增(zeng)(zeng)(zeng)多，使(shi)(shi)鑄件力學性能降低(di)。為了提(ti)高鑄鐵(tie)(tie)的強度，使(shi)(shi)組(zu)織中的石墨(mo)細化，數(shu)量減少，珠光體(ti)(ti)增(zeng)(zeng)(zeng)加， 需要適當(dang)降低(di)鑄鐵(tie)(tie)中的含碳(tan)量。
--硅--
硅(gui)(gui)(gui)(gui)是強烈cujin石墨化的元素(su)。增(zeng)加(jia)(jia)含(han)硅(gui)(gui)(gui)(gui)量可使鑄鐵(tie)的石墨化程度zengda，基體組織(zhi)中鐵(tie)素(su)體量增(zeng)加(jia)(jia)而(er)珠光體量減少(shao)。若含(han)硅(gui)(gui)(gui)(gui)量過低(di)，石墨化不良，則(ze)(ze)易出(chu)現麻口或白(bai)口組織(zhi)。但硅(gui)(gui)(gui)(gui)含(han)量過高(gao)，易使石墨粗大，力(li)學(xue)性能降低(di)。并且，在爐料的添加(jia)(jia)順序當中，要(yao)(yao)嚴格遵(zun)守先(xian)增(zeng)錳，再(zai)(zai)增(zeng)碳，再(zai)(zai)增(zeng)硅(gui)(gui)(gui)(gui)的工序要(yao)(yao)求(qiu)。如果鑄鐵(tie)中不需要(yao)(yao)加(jia)(jia)錳，則(ze)(ze)遵(zun)守先(xian)增(zeng)碳，后增(zeng)硅(gui)(gui)(gui)(gui)的原則(ze)(ze)。因為硅(gui)(gui)(gui)(gui)和(he)硫一(yi)樣，都有影(ying)響增(zeng)碳劑吸收作用。
--錳--
=錳(meng)是阻(zu)礙石(shi)墨化的(de)(de)元素，它使(shi)鑄鐵(tie)(tie)(tie)基體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)珠(zhu)光體(ti)(ti)量增多并得到細化的(de)(de)珠(zhu)光體(ti)(ti)。在(zai)需要(yao)保證焊接平臺鑄鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)珠(zhu)光體(ti)(ti)時(shi)，通常(chang)將(jiang)錳(meng)含(han)量控制在(zai)0.6---1.2的(de)(de)范圍內。錳(meng)含(han)量過(guo)高(gao)則(ze)易使(shi)鑄鐵(tie)(tie)(tie)組織中(zhong)(zhong)出現自由滲(shen)(shen)碳體(ti)(ti)，呈現白口傾向。錳(meng)可以溶于鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)(ti)形成(cheng)(cheng)置換式固(gu)溶體(ti)(ti)，也可以溶解(jie)在(zai)滲(shen)(shen)碳體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)形成(cheng)(cheng)含(han)錳(meng)滲(shen)(shen)碳體(ti)(ti)。錳(meng)溶解(jie)在(zai)滲(shen)(shen)碳體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)，會加強鐵(tie)(tie)(tie)與(yu)碳的(de)(de)結合能力，使(shi)滲(shen)(shen)碳體(ti)(ti) 為穩定，因(yin)而阻(zu)礙石(shi)墨化。錳(meng)對于石(shi)墨化的(de)(de)影響(xiang)，只有在(zai)它與(yu)硫發生化學反應后，才能通過(guo)剩余部分表現出來。
錳和硫之間有比較大的親(qin)和力，可發生以下反應
Mn+S=MnS
Mn+Fes=MnS+Fe
硫化錳(meng)(meng)的(de)溶(rong)點(dian)高，在(zai)焊(han)接平臺鐵液中(zhong)多以固體質點(dian)存(cun)在(zai)，密度(du)小，可(ke)人鐵液中(zhong)浮(fu)出，或呈(cheng)顆粒(li)狀夾雜(za)物存(cun)在(zai)于鑄鐵中(zhong)，從而減弱硫的(de)有(you)(you)害作用。為了(le)充分發揮錳(meng)(meng)抵(di)消硫有(you)(you)害作用的(de)能力，在(zai)生產(chan)，常常利用錳(meng)(meng)對硫的(de)抵(di)消 性來調整錳(meng)(meng)硫比。
--硫--
-硫對鑄鐵(tie)石(shi)墨(mo)化的影響與(yu)其存(cun)形式(shi)有(you)關。若硫以三元共晶(jing)體或(huo)富鐵(tie)硫化物形態存(cun)在(zai)，則(ze)因熔點低，結晶(jing)時沿晶(jing)粒邊界分布，阻(zu)礙鐵(tie)、碳(tan)原子的擴散(san)，從(cong)而可有(you)力地阻(zu)礙石(shi)墨(mo)化的進行(xing)。
硫在鑄鐵中(zhong)(zhong)是有害元素，它以硫化(hua)鐵的形式完全(quan)溶解于(yu)鐵液中(zhong)(zhong)，并(bing)能降(jiang)低碳(tan)在鐵中(zhong)(zhong)的溶解度(du)（1的硫約可降(jiang)低0.5的碳(tan)），其成(cheng)分、性質和存(cun)在形式由鑄鐵中(zhong)(zhong)錳和其他元素的含量而決定。
另外(wai)，硫在(zai)(zai)焊接平臺鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)中(zhong)惡化(hua)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)造(zao)性能(neng)，當鐵(tie)液中(zhong)存在(zai)(zai)大量的(de)(de)硫化(hua)物時，鐵(tie)液的(de)(de)流動性 會降低，從(cong)而造(zao)成補縮性能(neng)差(cha)，容易產生(sheng)裂(lie)紋等缺陷(xian)。因此，一(yi)般將灰鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)中(zhong)的(de)(de)含硫量限制在(zai)(zai)0.1---0.12以下。
--磷--
-磷對鑄(zhu)鐵的石(shi)墨(mo)化影(ying)響不大。磷和(he)硅(gui)一樣(yang)可(ke)使(shi)鑄(zhu)鐵的共晶(jing)點(dian)左移，當鐵液(ye)中(zhong)(zhong)的磷含量(liang)達到1時(shi)，可(ke)使(shi)共晶(jing)點(dian)含碳量(liang)在鐵液(ye)中(zhong)(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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