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) 是構成(cheng)石(shi)墨(mo)(mo)的(de)(de)元素，增(zeng)加含(han)碳(tan)量能使(shi)石(shi)墨(mo)(mo)的(de)(de)均(jun)質(zhi)晶核增(zeng)多，也(ye)能使(shi)鐵(tie)(tie)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)未溶解的(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)夾雜物(wu)增(zeng)多，使(shi)石(shi)墨(mo)(mo)非均(jun)質(zhi)晶核增(zeng)多，從而可以提高(gao)焊接平臺鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)(de)實際結晶溫(wen)度(du)(du)。因(yin)此，碳(tan)，碳(tan)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)中(zhong)(zhong)(zhong)是cujin石(shi)墨(mo)(mo)的(de)(de)元素。但含(han)碳(tan)量過(guo)高(gao)，會使(shi)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)化(hua)程度(du)(du)zengda，石(shi)墨(mo)(mo)粗大，基體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)球光(guang)體(ti)(ti)減(jian)少，鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)增(zeng)多，使(shi)鑄(zhu)件力學性能降(jiang)低。為了提高(gao)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)，使(shi)組織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)細化(hua)，數(shu)量減(jian)少，珠光(guang)體(ti)(ti)增(zeng)加， 需要適當降(jiang)低鑄(zhu)鐵(tie)(tie)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)含(han)碳(tan)量。
--硅--
硅(gui)(gui)(gui)是強烈cujin石墨(mo)(mo)化的(de)(de)元素。增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)含(han)硅(gui)(gui)(gui)量(liang)(liang)可使鑄鐵(tie)的(de)(de)石墨(mo)(mo)化程(cheng)度zengda，基體(ti)組(zu)織中鐵(tie)素體(ti)量(liang)(liang)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)而(er)珠光體(ti)量(liang)(liang)減少。若含(han)硅(gui)(gui)(gui)量(liang)(liang)過(guo)(guo)低(di)，石墨(mo)(mo)化不良，則易出現麻口或白口組(zu)織。但硅(gui)(gui)(gui)含(han)量(liang)(liang)過(guo)(guo)高，易使石墨(mo)(mo)粗大，力學性能降低(di)。并(bing)且，在爐料的(de)(de)添加(jia)(jia)順序當中，要(yao)嚴(yan)格(ge)遵守先(xian)增(zeng)(zeng)(zeng)錳，再(zai)增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)，再(zai)增(zeng)(zeng)(zeng)硅(gui)(gui)(gui)的(de)(de)工序要(yao)求。如果鑄鐵(tie)中不需要(yao)加(jia)(jia)錳，則遵守先(xian)增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)，后增(zeng)(zeng)(zeng)硅(gui)(gui)(gui)的(de)(de)原(yuan)則。因為(wei)硅(gui)(gui)(gui)和硫一樣，都有影(ying)響增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑吸收作用(yong)。
--錳--
=錳是阻(zu)礙(ai)石墨(mo)化(hua)的(de)(de)(de)元素，它(ta)使(shi)鑄鐵基體(ti)(ti)中珠光(guang)體(ti)(ti)量增多并(bing)得到細化(hua)的(de)(de)(de)珠光(guang)體(ti)(ti)。在(zai)需要保證焊接平臺鑄鐵的(de)(de)(de)珠光(guang)體(ti)(ti)時，通常將(jiang)錳含量控(kong)制(zhi)在(zai)0.6---1.2的(de)(de)(de)范圍內(nei)。錳含量過高(gao)則易使(shi)鑄鐵組織(zhi)中出(chu)現(xian)自(zi)由滲(shen)(shen)碳體(ti)(ti)，呈現(xian)白口傾向。錳可(ke)以溶(rong)于(yu)鐵素體(ti)(ti)形成置換(huan)式(shi)固溶(rong)體(ti)(ti)，也可(ke)以溶(rong)解在(zai)滲(shen)(shen)碳體(ti)(ti)中形成含錳滲(shen)(shen)碳體(ti)(ti)。錳溶(rong)解在(zai)滲(shen)(shen)碳體(ti)(ti)中，會加強(qiang)鐵與碳的(de)(de)(de)結(jie)合能力(li)，使(shi)滲(shen)(shen)碳體(ti)(ti) 為穩定(ding)，因而阻(zu)礙(ai)石墨(mo)化(hua)。錳對(dui)于(yu)石墨(mo)化(hua)的(de)(de)(de)影響，只有在(zai)它(ta)與硫發生化(hua)學反(fan)應后(hou)，才能通過剩(sheng)余部分表現(xian)出(chu)來。
錳和硫之間有比較大(da)的親和力(li)，可發(fa)生以下(xia)反應
Mn+S=MnS
Mn+Fes=MnS+Fe
硫(liu)化錳(meng)的(de)(de)(de)溶點高，在(zai)(zai)(zai)焊接平臺鐵(tie)液中多以固體質點存在(zai)(zai)(zai)，密度小，可人(ren)鐵(tie)液中浮(fu)出，或呈顆粒(li)狀夾雜(za)物存在(zai)(zai)(zai)于鑄(zhu)鐵(tie)中，從而減弱硫(liu)的(de)(de)(de)有(you)害作用。為了充分(fen)發揮錳(meng)抵消硫(liu)有(you)害作用的(de)(de)(de)能力(li)，在(zai)(zai)(zai)生產(chan)，常常利用錳(meng)對硫(liu)的(de)(de)(de)抵消 性來調整(zheng)錳(meng)硫(liu)比(bi)。
--硫--
-硫(liu)對鑄鐵(tie)石(shi)墨化的(de)影響(xiang)與(yu)其存(cun)形式有關。若(ruo)硫(liu)以三元共晶體或富鐵(tie)硫(liu)化物形態存(cun)在，則因熔(rong)點低，結(jie)晶時(shi)沿晶粒邊界分布(bu)，阻礙(ai)鐵(tie)、碳原子的(de)擴散(san)，從而可有力(li)地阻礙(ai)石(shi)墨化的(de)進行。
硫(liu)(liu)在(zai)鑄鐵中(zhong)是有害元素，它(ta)以硫(liu)(liu)化鐵的(de)(de)(de)(de)形式(shi)完(wan)全(quan)溶(rong)(rong)解(jie)于鐵液中(zhong)，并(bing)能降(jiang)低碳在(zai)鐵中(zhong)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)度（1的(de)(de)(de)(de)硫(liu)(liu)約可降(jiang)低0.5的(de)(de)(de)(de)碳），其成(cheng)分、性質和存在(zai)形式(shi)由鑄鐵中(zhong)錳(meng)和其他(ta)元素的(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)而決定(ding)。
另(ling)外，硫在(zai)(zai)焊接平臺(tai)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)中惡化鑄(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)鑄(zhu)造性能，當鐵(tie)(tie)液中存在(zai)(zai)大量的(de)硫化物時，鐵(tie)(tie)液的(de)流動性 會降低(di)，從(cong)而(er)造成(cheng)補縮性能差(cha)，容易產(chan)生(sheng)裂紋等缺(que)陷(xian)。因此，一般將(jiang)灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)中的(de)含(han)硫量限制在(zai)(zai)0.1---0.12以下。
--磷--
-磷(lin)對鑄鐵的石墨化影響不(bu)大。磷(lin)和(he)硅(gui)一(yi)樣可使鑄鐵的共晶點左移，當(dang)鐵液中(zhong)的磷(lin)含(han)量(liang)達到1時，可使共晶點含(han)碳量(liang)在鐵液中(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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