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(ben)身 是構成石墨(mo)的元素(su)，增加含(han)碳(tan)(tan)量能(neng)使(shi)(shi)石墨(mo)的均質晶核增多(duo)，也能(neng)使(shi)(shi)鐵(tie)(tie)(tie)液中(zhong)未溶解的石墨(mo)夾(jia)雜物增多(duo)，使(shi)(shi)石墨(mo)非均質晶核增多(duo)，從而(er)可以提(ti)(ti)高焊接平(ping)臺鐵(tie)(tie)(tie)液的實(shi)際結(jie)晶溫(wen)度(du)。因此，碳(tan)(tan)，碳(tan)(tan)鑄鐵(tie)(tie)(tie)中(zhong)是cujin石墨(mo)的元素(su)。但含(han)碳(tan)(tan)量過高，會使(shi)(shi)鑄鐵(tie)(tie)(tie)的石墨(mo)化程度(du)zengda，石墨(mo)粗大，基體(ti)中(zhong)球光體(ti)減少(shao)，鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)增多(duo)，使(shi)(shi)鑄件力(li)學性能(neng)降低。為了提(ti)(ti)高鑄鐵(tie)(tie)(tie)的強(qiang)度(du)，使(shi)(shi)組織中(zhong)的石墨(mo)細化，數(shu)量減少(shao)，珠光體(ti)增加， 需(xu)要適當降低鑄鐵(tie)(tie)(tie)中(zhong)的含(han)碳(tan)(tan)量。
--硅--
硅是強烈cujin石(shi)墨(mo)(mo)化的(de)元素。增加(jia)含硅量(liang)(liang)(liang)可(ke)使鑄(zhu)(zhu)鐵的(de)石(shi)墨(mo)(mo)化程度zengda，基體組織(zhi)中鐵素體量(liang)(liang)(liang)增加(jia)而珠光(guang)體量(liang)(liang)(liang)減少。若含硅量(liang)(liang)(liang)過低，石(shi)墨(mo)(mo)化不(bu)良，則易(yi)出現(xian)麻口(kou)或白口(kou)組織(zhi)。但硅含量(liang)(liang)(liang)過高，易(yi)使石(shi)墨(mo)(mo)粗大，力學性能(neng)降低。并且，在爐(lu)料(liao)的(de)添加(jia)順序(xu)當中，要嚴格遵(zun)守(shou)先增錳，再增碳，再增硅的(de)工序(xu)要求。如果(guo)鑄(zhu)(zhu)鐵中不(bu)需要加(jia)錳，則遵(zun)守(shou)先增碳，后增硅的(de)原則。因為硅和硫(liu)一樣，都有(you)影響增碳劑吸收(shou)作用。
--錳--
=錳(meng)是阻(zu)礙石墨(mo)化(hua)(hua)的(de)元素(su)，它使鑄鐵(tie)基(ji)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)(ti)量(liang)增多并得到細(xi)化(hua)(hua)的(de)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)(ti)。在需要(yao)保證焊接平臺鑄鐵(tie)的(de)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)(ti)時，通(tong)常將(jiang)錳(meng)含(han)(han)(han)量(liang)控制在0.6---1.2的(de)范圍內。錳(meng)含(han)(han)(han)量(liang)過高則(ze)易使鑄鐵(tie)組織中(zhong)(zhong)(zhong)出現(xian)自(zi)由滲碳(tan)(tan)(tan)體(ti)(ti)(ti)，呈現(xian)白口傾向(xiang)。錳(meng)可以溶(rong)于鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)形成(cheng)置換式固溶(rong)體(ti)(ti)(ti)，也(ye)可以溶(rong)解(jie)在滲碳(tan)(tan)(tan)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)形成(cheng)含(han)(han)(han)錳(meng)滲碳(tan)(tan)(tan)體(ti)(ti)(ti)。錳(meng)溶(rong)解(jie)在滲碳(tan)(tan)(tan)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)，會加強(qiang)鐵(tie)與碳(tan)(tan)(tan)的(de)結合能力，使滲碳(tan)(tan)(tan)體(ti)(ti)(ti) 為穩定，因(yin)而(er)阻(zu)礙石墨(mo)化(hua)(hua)。錳(meng)對于石墨(mo)化(hua)(hua)的(de)影響，只(zhi)有(you)在它與硫發生化(hua)(hua)學反(fan)應(ying)后，才(cai)能通(tong)過剩余部分(fen)表現(xian)出來。
錳和(he)硫之間有比較大的親和(he)力，可發生以下反應
Mn+S=MnS
Mn+Fes=MnS+Fe
硫(liu)(liu)化錳(meng)(meng)的(de)溶點(dian)高，在焊接平臺鐵液(ye)(ye)中多以固體質點(dian)存(cun)(cun)在，密度小(xiao)，可人鐵液(ye)(ye)中浮(fu)出，或呈顆粒狀夾雜物(wu)存(cun)(cun)在于鑄(zhu)鐵中，從(cong)而減弱(ruo)硫(liu)(liu)的(de)有害(hai)作(zuo)(zuo)用。為了充分(fen)發揮錳(meng)(meng)抵(di)消硫(liu)(liu)有害(hai)作(zuo)(zuo)用的(de)能力(li)，在生(sheng)產，常(chang)(chang)常(chang)(chang)利用錳(meng)(meng)對硫(liu)(liu)的(de)抵(di)消 性(xing)來調整錳(meng)(meng)硫(liu)(liu)比。
--硫(liu)--
-硫對鑄鐵石墨化(hua)的影響與(yu)其(qi)存形式(shi)有關。若硫以三(san)元共晶(jing)(jing)體或富鐵硫化(hua)物形態(tai)存在，則因熔點低，結晶(jing)(jing)時沿(yan)晶(jing)(jing)粒邊界分布，阻礙(ai)鐵、碳原(yuan)子的擴散，從而可有力地(di)阻礙(ai)石墨化(hua)的進(jin)行。
硫在鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)中(zhong)是有害(hai)元素(su)(su)，它以硫化鐵(tie)的(de)(de)形式完全溶(rong)解(jie)于鐵(tie)液(ye)中(zhong)，并能降低(di)碳在鐵(tie)中(zhong)的(de)(de)溶(rong)解(jie)度(du)（1的(de)(de)硫約可降低(di)0.5的(de)(de)碳），其成分、性(xing)質和存在形式由鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)中(zhong)錳和其他元素(su)(su)的(de)(de)含(han)量而決定。
另外，硫(liu)在(zai)焊(han)接(jie)平(ping)臺鑄鐵中惡化(hua)鑄鐵的鑄造性能，當鐵液中存在(zai)大(da)量(liang)的硫(liu)化(hua)物(wu)時，鐵液的流(liu)動性 會降低，從而(er)造成補縮性能差(cha)，容易產(chan)生(sheng)裂紋(wen)等缺(que)陷。因(yin)此，一般(ban)將灰鑄鐵中的含(han)硫(liu)量(liang)限制在(zai)0.1---0.12以下。
--磷--
-磷(lin)對鑄鐵的(de)石墨(mo)化影響不大。磷(lin)和硅一樣可使鑄鐵的(de)共(gong)晶點左移(yi)，當(dang)鐵液(ye)中的(de)磷(lin)含量(liang)達到1時，可使共(gong)晶點含碳量(liang)在鐵液(ye)中減(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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