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 是(shi)(shi)構成石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)元(yuan)素(su)，增(zeng)(zeng)加含(han)碳(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)能(neng)使(shi)石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)均質(zhi)晶(jing)核增(zeng)(zeng)多(duo)，也能(neng)使(shi)鐵(tie)液(ye)中(zhong)(zhong)未溶解的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)夾(jia)雜物增(zeng)(zeng)多(duo)，使(shi)石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)非均質(zhi)晶(jing)核增(zeng)(zeng)多(duo)，從而可以提(ti)高(gao)焊接平(ping)臺(tai)鐵(tie)液(ye)的(de)(de)實際(ji)結晶(jing)溫度。因(yin)此，碳(tan)(tan)，碳(tan)(tan)鑄鐵(tie)中(zhong)(zhong)是(shi)(shi)cujin石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)元(yuan)素(su)。但(dan)含(han)碳(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)過高(gao)，會使(shi)鑄鐵(tie)的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)化程度zengda，石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)粗(cu)大，基體中(zhong)(zhong)球光體減少(shao)(shao)，鐵(tie)素(su)體增(zeng)(zeng)多(duo)，使(shi)鑄件(jian)力學性(xing)能(neng)降低。為了提(ti)高(gao)鑄鐵(tie)的(de)(de)強度，使(shi)組織中(zhong)(zhong)的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)細(xi)化，數量(liang)(liang)(liang)減少(shao)(shao)，珠光體增(zeng)(zeng)加， 需要適當(dang)降低鑄鐵(tie)中(zhong)(zhong)的(de)(de)含(han)碳(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)。
--硅(gui)--
硅(gui)是強烈cujin石墨(mo)化的元素。增(zeng)加含(han)硅(gui)量(liang)可使鑄鐵(tie)(tie)的石墨(mo)化程度zengda，基體(ti)組織中(zhong)鐵(tie)(tie)素體(ti)量(liang)增(zeng)加而珠光(guang)體(ti)量(liang)減少。若含(han)硅(gui)量(liang)過低(di)，石墨(mo)化不良，則(ze)易出(chu)現(xian)麻口或白口組織。但硅(gui)含(han)量(liang)過高，易使石墨(mo)粗大，力學性(xing)能降低(di)。并(bing)且(qie)，在爐料的添加順序當中(zhong)，要嚴格(ge)遵(zun)守(shou)先(xian)增(zeng)錳，再增(zeng)碳(tan)(tan)，再增(zeng)硅(gui)的工序要求。如果(guo)鑄鐵(tie)(tie)中(zhong)不需要加錳，則(ze)遵(zun)守(shou)先(xian)增(zeng)碳(tan)(tan)，后增(zeng)硅(gui)的原(yuan)則(ze)。因(yin)為硅(gui)和硫一(yi)樣，都(dou)有影響增(zeng)碳(tan)(tan)劑吸收(shou)作用。
--錳--
=錳(meng)是阻礙石墨(mo)化(hua)的(de)(de)元素，它(ta)使鑄鐵基體(ti)(ti)中珠光(guang)體(ti)(ti)量增多并得(de)到細化(hua)的(de)(de)珠光(guang)體(ti)(ti)。在(zai)(zai)需要保證焊接(jie)平臺鑄鐵的(de)(de)珠光(guang)體(ti)(ti)時，通常將(jiang)錳(meng)含量控制在(zai)(zai)0.6---1.2的(de)(de)范圍內。錳(meng)含量過高則(ze)易使鑄鐵組織(zhi)中出現自由滲(shen)碳(tan)體(ti)(ti)，呈現白(bai)口傾向。錳(meng)可(ke)以溶(rong)于(yu)鐵素體(ti)(ti)形成置換式固溶(rong)體(ti)(ti)，也可(ke)以溶(rong)解在(zai)(zai)滲(shen)碳(tan)體(ti)(ti)中形成含錳(meng)滲(shen)碳(tan)體(ti)(ti)。錳(meng)溶(rong)解在(zai)(zai)滲(shen)碳(tan)體(ti)(ti)中，會(hui)加強鐵與碳(tan)的(de)(de)結合(he)能力，使滲(shen)碳(tan)體(ti)(ti) 為(wei)穩定，因而(er)阻礙石墨(mo)化(hua)。錳(meng)對于(yu)石墨(mo)化(hua)的(de)(de)影響，只有在(zai)(zai)它(ta)與硫發生化(hua)學反應(ying)后，才能通過剩余部(bu)分(fen)表現出來。
錳(meng)和硫(liu)之間有比較大的親和力，可(ke)發生以下反應
Mn+S=MnS
Mn+Fes=MnS+Fe
硫(liu)化錳的溶(rong)點高，在焊接(jie)平(ping)臺(tai)鐵(tie)液(ye)中多以固體質點存在，密度小，可人(ren)鐵(tie)液(ye)中浮出，或呈顆粒狀夾雜物(wu)存在于鑄鐵(tie)中，從而減弱硫(liu)的有(you)害作(zuo)用(yong)。為了充分發揮錳抵消(xiao)硫(liu)有(you)害作(zuo)用(yong)的能力，在生產，常(chang)常(chang)利用(yong)錳對硫(liu)的抵消(xiao) 性來調整(zheng)錳硫(liu)比。
--硫--
-硫(liu)對鑄鐵(tie)石(shi)墨化的影響(xiang)與其存形式有關(guan)。若硫(liu)以三(san)元共晶(jing)體或富鐵(tie)硫(liu)化物(wu)形態存在，則因熔(rong)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)，從而可有力地阻(zu)礙石(shi)墨化的進行。
硫(liu)在鑄(zhu)鐵(tie)中(zhong)(zhong)是(shi)有(you)害(hai)元(yuan)素，它以硫(liu)化鐵(tie)的(de)形式完全溶解(jie)于鐵(tie)液中(zhong)(zhong)，并(bing)能(neng)降低碳在鐵(tie)中(zhong)(zhong)的(de)溶解(jie)度（1的(de)硫(liu)約可降低0.5的(de)碳），其(qi)成分、性質和(he)存在形式由鑄(zhu)鐵(tie)中(zhong)(zhong)錳和(he)其(qi)他(ta)元(yuan)素的(de)含量而決(jue)定(ding)。
另外(wai)，硫(liu)在(zai)焊(han)接(jie)平臺鑄(zhu)鐵中惡化鑄(zhu)鐵的(de)鑄(zhu)造性能(neng)，當鐵液中存在(zai)大量的(de)硫(liu)化物時，鐵液的(de)流動性 會降低(di)，從而造成補縮性能(neng)差，容易產生裂紋等(deng)缺陷。因此，一般將灰鑄(zhu)鐵中的(de)含硫(liu)量限制在(zai)0.1---0.12以下。
--磷--
-磷對鑄(zhu)鐵(tie)的(de)石墨(mo)化(hua)影(ying)響不大(da)。磷和硅一樣可(ke)使鑄(zhu)鐵(tie)的(de)共(gong)晶點左移(yi)，當鐵(tie)液(ye)中(zhong)的(de)磷含量達到1時，可(ke)使共(gong)晶點含碳量在鐵(tie)液(ye)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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