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(ben)身(shen) 是(shi)構(gou)成石(shi)(shi)(shi)墨(mo)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)素(su)，增(zeng)加(jia)(jia)含(han)碳(tan)量能(neng)(neng)使(shi)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)的(de)(de)(de)(de)均(jun)質晶(jing)核增(zeng)多，也能(neng)(neng)使(shi)鐵(tie)(tie)(tie)液中(zhong)未溶解的(de)(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)夾雜物增(zeng)多，使(shi)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)非均(jun)質晶(jing)核增(zeng)多，從而可以提(ti)高(gao)(gao)焊(han)接平臺鐵(tie)(tie)(tie)液的(de)(de)(de)(de)實際(ji)結(jie)晶(jing)溫度(du)。因此，碳(tan)，碳(tan)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)中(zhong)是(shi)cujin石(shi)(shi)(shi)墨(mo)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)素(su)。但含(han)碳(tan)量過高(gao)(gao)，會使(shi)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)化(hua)程度(du)zengda，石(shi)(shi)(shi)墨(mo)粗(cu)大，基(ji)體(ti)中(zhong)球光體(ti)減(jian)少(shao)，鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)增(zeng)多，使(shi)鑄(zhu)件力學性能(neng)(neng)降(jiang)低(di)。為了提(ti)高(gao)(gao)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)強度(du)，使(shi)組織中(zhong)的(de)(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)細化(hua)，數量減(jian)少(shao)，珠(zhu)光體(ti)增(zeng)加(jia)(jia)， 需要適(shi)當(dang)降(jiang)低(di)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)含(han)碳(tan)量。
--硅--
硅(gui)是強烈cujin石(shi)墨化的元(yuan)素。增(zeng)(zeng)加(jia)含(han)硅(gui)量(liang)(liang)(liang)可使鑄(zhu)鐵的石(shi)墨化程度zengda，基體組(zu)織(zhi)中鐵素體量(liang)(liang)(liang)增(zeng)(zeng)加(jia)而珠光體量(liang)(liang)(liang)減(jian)少。若含(han)硅(gui)量(liang)(liang)(liang)過(guo)低，石(shi)墨化不良(liang)，則(ze)易出現麻口或(huo)白口組(zu)織(zhi)。但(dan)硅(gui)含(han)量(liang)(liang)(liang)過(guo)高，易使石(shi)墨粗大(da)，力學性能降低。并且，在爐料的添加(jia)順(shun)序當中，要(yao)嚴格遵守(shou)先(xian)增(zeng)(zeng)錳(meng)，再增(zeng)(zeng)碳，再增(zeng)(zeng)硅(gui)的工序要(yao)求(qiu)。如果鑄(zhu)鐵中不需要(yao)加(jia)錳(meng)，則(ze)遵守(shou)先(xian)增(zeng)(zeng)碳，后增(zeng)(zeng)硅(gui)的原則(ze)。因為(wei)硅(gui)和硫一樣，都(dou)有影響(xiang)增(zeng)(zeng)碳劑吸(xi)收作用(yong)。
--錳(meng)--
=錳(meng)是阻(zu)礙(ai)(ai)石(shi)墨(mo)化(hua)的(de)(de)(de)元素(su)，它(ta)使鑄鐵(tie)基體(ti)(ti)中(zhong)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)量(liang)(liang)增多并得到細化(hua)的(de)(de)(de)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)。在(zai)需要保證焊(han)接平(ping)臺鑄鐵(tie)的(de)(de)(de)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)時，通常將(jiang)錳(meng)含量(liang)(liang)控制(zhi)在(zai)0.6---1.2的(de)(de)(de)范圍內。錳(meng)含量(liang)(liang)過高則易使鑄鐵(tie)組(zu)織中(zhong)出(chu)現自(zi)由滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)體(ti)(ti)，呈現白口傾向。錳(meng)可以溶(rong)(rong)(rong)于(yu)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)形(xing)成(cheng)置換式固(gu)溶(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)，也可以溶(rong)(rong)(rong)解(jie)在(zai)滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)體(ti)(ti)中(zhong)形(xing)成(cheng)含錳(meng)滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)體(ti)(ti)。錳(meng)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)在(zai)滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)體(ti)(ti)中(zhong)，會加(jia)強鐵(tie)與碳(tan)的(de)(de)(de)結合能(neng)力，使滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)體(ti)(ti) 為穩定(ding)，因而阻(zu)礙(ai)(ai)石(shi)墨(mo)化(hua)。錳(meng)對于(yu)石(shi)墨(mo)化(hua)的(de)(de)(de)影響，只有在(zai)它(ta)與硫發生化(hua)學反應后，才能(neng)通過剩余部分(fen)表現出(chu)來。
錳和硫(liu)之(zhi)間有比較大(da)的親(qin)和力，可發(fa)生以下反應
Mn+S=MnS
Mn+Fes=MnS+Fe
硫化(hua)錳的溶(rong)點(dian)高，在(zai)(zai)焊接平臺鐵液中多以固體質點(dian)存在(zai)(zai)，密度(du)小，可人鐵液中浮(fu)出，或呈顆粒狀夾(jia)雜物存在(zai)(zai)于鑄鐵中，從而減(jian)弱(ruo)硫的有害作用。為了充(chong)分發揮(hui)錳抵(di)消(xiao)(xiao)硫有害作用的能力，在(zai)(zai)生產，常(chang)常(chang)利用錳對硫的抵(di)消(xiao)(xiao) 性來(lai)調整(zheng)錳硫比。
--硫--
-硫對鑄鐵石墨(mo)化的(de)影響與其(qi)存形式有關。若硫以三元(yuan)共晶(jing)體或(huo)富鐵硫化物(wu)形態存在，則因(yin)熔點(dian)低，結晶(jing)時(shi)沿(yan)晶(jing)粒邊界分布(bu)，阻礙鐵、碳(tan)原(yuan)子的(de)擴散，從而可有力地阻礙石墨(mo)化的(de)進行。
硫(liu)在鑄鐵中是有害元素，它以硫(liu)化鐵的(de)(de)形(xing)式完全溶解于鐵液中，并(bing)能降低碳在鐵中的(de)(de)溶解度（1的(de)(de)硫(liu)約可降低0.5的(de)(de)碳），其成(cheng)分、性(xing)質和(he)存在形(xing)式由鑄鐵中錳和(he)其他元素的(de)(de)含量而(er)決定。
另外，硫(liu)在(zai)(zai)焊(han)接平臺鑄鐵(tie)中惡化鑄鐵(tie)的(de)鑄造(zao)性能(neng)，當鐵(tie)液中存在(zai)(zai)大(da)量的(de)硫(liu)化物時，鐵(tie)液的(de)流(liu)動性 會降(jiang)低，從而造(zao)成補縮性能(neng)差，容易產生(sheng)裂紋等(deng)缺(que)陷。因此，一(yi)般將灰鑄鐵(tie)中的(de)含硫(liu)量限制在(zai)(zai)0.1---0.12以下。
--磷(lin)--
-磷(lin)對鑄(zhu)鐵(tie)的石墨化影響不(bu)大(da)。磷(lin)和(he)硅一(yi)樣可使鑄(zhu)鐵(tie)的共晶(jing)點(dian)左移，當鐵(tie)液(ye)中(zhong)的磷(lin)含(han)量(liang)達(da)到1時，可使共晶(jing)點(dian)含(han)碳量(liang)在鐵(tie)液(ye)中(zhong)減(jian)少(shao)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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