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)構成石(shi)(shi)墨的(de)(de)元素，增(zeng)加(jia)(jia)含碳(tan)量能(neng)使(shi)(shi)石(shi)(shi)墨的(de)(de)均質晶核增(zeng)多，也能(neng)使(shi)(shi)鐵(tie)液(ye)中(zhong)(zhong)未(wei)溶解的(de)(de)石(shi)(shi)墨夾雜物(wu)增(zeng)多，使(shi)(shi)石(shi)(shi)墨非(fei)均質晶核增(zeng)多，從而(er)可(ke)以(yi)提高(gao)焊接(jie)平(ping)臺(tai)鐵(tie)液(ye)的(de)(de)實(shi)際結晶溫度(du)。因此，碳(tan)，碳(tan)鑄(zhu)鐵(tie)中(zhong)(zhong)是(shi)cujin石(shi)(shi)墨的(de)(de)元素。但含碳(tan)量過(guo)高(gao)，會使(shi)(shi)鑄(zhu)鐵(tie)的(de)(de)石(shi)(shi)墨化(hua)程度(du)zengda，石(shi)(shi)墨粗大，基體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)球光體(ti)(ti)減少，鐵(tie)素體(ti)(ti)增(zeng)多，使(shi)(shi)鑄(zhu)件力(li)學性能(neng)降低(di)。為了提高(gao)鑄(zhu)鐵(tie)的(de)(de)強度(du)，使(shi)(shi)組(zu)織中(zhong)(zhong)的(de)(de)石(shi)(shi)墨細(xi)化(hua)，數量減少，珠光體(ti)(ti)增(zeng)加(jia)(jia)， 需要(yao)適當降低(di)鑄(zhu)鐵(tie)中(zhong)(zhong)的(de)(de)含碳(tan)量。
--硅(gui)--
硅(gui)是強烈cujin石(shi)墨化(hua)(hua)的(de)元素(su)。增(zeng)(zeng)加(jia)含(han)硅(gui)量(liang)可使(shi)鑄鐵的(de)石(shi)墨化(hua)(hua)程度zengda，基體(ti)組(zu)織中(zhong)鐵素(su)體(ti)量(liang)增(zeng)(zeng)加(jia)而(er)珠光(guang)體(ti)量(liang)減少。若含(han)硅(gui)量(liang)過低，石(shi)墨化(hua)(hua)不(bu)良，則(ze)易(yi)出現(xian)麻口或白口組(zu)織。但(dan)硅(gui)含(han)量(liang)過高，易(yi)使(shi)石(shi)墨粗(cu)大(da)，力學性能降低。并且，在爐(lu)料(liao)的(de)添加(jia)順(shun)序當中(zhong)，要嚴格遵守(shou)(shou)先(xian)增(zeng)(zeng)錳(meng)(meng)，再(zai)增(zeng)(zeng)碳，再(zai)增(zeng)(zeng)硅(gui)的(de)工(gong)序要求。如果鑄鐵中(zhong)不(bu)需(xu)要加(jia)錳(meng)(meng)，則(ze)遵守(shou)(shou)先(xian)增(zeng)(zeng)碳，后增(zeng)(zeng)硅(gui)的(de)原則(ze)。因為硅(gui)和硫一樣，都有影響增(zeng)(zeng)碳劑吸(xi)收作(zuo)用。
--錳(meng)--
=錳(meng)(meng)是阻(zu)礙石墨化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)元素，它使(shi)(shi)鑄(zhu)鐵(tie)基(ji)體中(zhong)珠光體量增多并得到(dao)細化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)珠光體。在(zai)需要(yao)保證焊接平臺鑄(zhu)鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)珠光體時，通(tong)常將(jiang)錳(meng)(meng)含(han)(han)量控制在(zai)0.6---1.2的(de)(de)(de)(de)范圍內(nei)。錳(meng)(meng)含(han)(han)量過(guo)(guo)高則易(yi)使(shi)(shi)鑄(zhu)鐵(tie)組織中(zhong)出(chu)現自由滲(shen)碳(tan)體，呈現白口傾向(xiang)。錳(meng)(meng)可(ke)以(yi)溶(rong)于鐵(tie)素體形成置換式固溶(rong)體，也(ye)可(ke)以(yi)溶(rong)解(jie)(jie)在(zai)滲(shen)碳(tan)體中(zhong)形成含(han)(han)錳(meng)(meng)滲(shen)碳(tan)體。錳(meng)(meng)溶(rong)解(jie)(jie)在(zai)滲(shen)碳(tan)體中(zhong)，會加強(qiang)鐵(tie)與碳(tan)的(de)(de)(de)(de)結合(he)能力(li)，使(shi)(shi)滲(shen)碳(tan)體 為穩定，因而阻(zu)礙石墨化(hua)(hua)(hua)。錳(meng)(meng)對(dui)于石墨化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)，只有在(zai)它與硫發(fa)生化(hua)(hua)(hua)學(xue)反應后，才能通(tong)過(guo)(guo)剩余(yu)部分表現出(chu)來。
錳和(he)硫之間有(you)比較(jiao)大的親和(he)力，可發(fa)生以下反應(ying)
Mn+S=MnS
Mn+Fes=MnS+Fe
硫(liu)化錳(meng)的溶點高，在(zai)焊接平臺鐵(tie)液(ye)中多以固體質點存在(zai)，密度小(xiao)，可人鐵(tie)液(ye)中浮(fu)出(chu)，或呈(cheng)顆粒狀夾雜物存在(zai)于鑄(zhu)鐵(tie)中，從而(er)減弱硫(liu)的有害作用。為了充分發揮錳(meng)抵消硫(liu)有害作用的能力，在(zai)生產，常(chang)常(chang)利用錳(meng)對(dui)硫(liu)的抵消 性來(lai)調整錳(meng)硫(liu)比。
--硫(liu)--
-硫(liu)對鑄鐵石(shi)墨化(hua)的影(ying)響與其存(cun)形(xing)式有關。若硫(liu)以(yi)三元共晶(jing)體(ti)或富鐵硫(liu)化(hua)物形(xing)態(tai)存(cun)在，則因熔點低，結晶(jing)時沿晶(jing)粒(li)邊界分布，阻礙鐵、碳原子的擴散，從(cong)而可有力(li)地阻礙石(shi)墨化(hua)的進行。
硫(liu)(liu)在(zai)鑄鐵(tie)中是有(you)害元(yuan)素(su)(su)，它以硫(liu)(liu)化鐵(tie)的形(xing)式完(wan)全溶(rong)解于鐵(tie)液中，并能降低碳在(zai)鐵(tie)中的溶(rong)解度（1的硫(liu)(liu)約(yue)可降低0.5的碳），其(qi)成分、性質和存在(zai)形(xing)式由鑄鐵(tie)中錳和其(qi)他元(yuan)素(su)(su)的含(han)量而決定。
另外，硫(liu)在(zai)焊接平臺鑄(zhu)鐵(tie)(tie)中(zhong)惡化(hua)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)的鑄(zhu)造(zao)性能，當鐵(tie)(tie)液(ye)中(zhong)存在(zai)大(da)量的硫(liu)化(hua)物時，鐵(tie)(tie)液(ye)的流(liu)動性 會降低，從(cong)而造(zao)成補縮性能差，容(rong)易(yi)產生裂紋等缺(que)陷。因此(ci)，一般(ban)將灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)中(zhong)的含硫(liu)量限(xian)制在(zai)0.1---0.12以下。
--磷--
-磷對(dui)鑄鐵的石墨(mo)化(hua)影響(xiang)不大(da)。磷和硅一樣可(ke)使鑄鐵的共晶(jing)點左移，當鐵液中的磷含(han)量(liang)達到1時，可(ke)使共晶(jing)點含(han)碳量(liang)在鐵液中減少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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