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) 是構成石墨(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素(su)，增(zeng)加(jia)含(han)(han)碳(tan)量能使(shi)(shi)石墨(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)均質晶(jing)核增(zeng)多，也能使(shi)(shi)鐵(tie)(tie)液中(zhong)未溶(rong)解的(de)(de)(de)(de)(de)石墨(mo)夾雜物增(zeng)多，使(shi)(shi)石墨(mo)非均質晶(jing)核增(zeng)多，從而可以提高(gao)焊接(jie)平臺(tai)鐵(tie)(tie)液的(de)(de)(de)(de)(de)實際結(jie)晶(jing)溫(wen)度(du)。因(yin)此，碳(tan)，碳(tan)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)中(zhong)是cujin石墨(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素(su)。但(dan)含(han)(han)碳(tan)量過(guo)高(gao)，會使(shi)(shi)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)石墨(mo)化程度(du)zengda，石墨(mo)粗(cu)大，基體中(zhong)球(qiu)光體減少(shao)，鐵(tie)(tie)素(su)體增(zeng)多，使(shi)(shi)鑄(zhu)件力學性(xing)能降低。為(wei)了提高(gao)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)，使(shi)(shi)組織中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)石墨(mo)細化，數(shu)量減少(shao)，珠光體增(zeng)加(jia)， 需要適當降低鑄(zhu)鐵(tie)(tie)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)碳(tan)量。
--硅--
硅是強烈(lie)cujin石(shi)墨化(hua)的(de)元素(su)。增(zeng)加含硅量(liang)(liang)(liang)可使(shi)鑄鐵的(de)石(shi)墨化(hua)程度zengda，基體組織(zhi)中(zhong)(zhong)鐵素(su)體量(liang)(liang)(liang)增(zeng)加而珠光體量(liang)(liang)(liang)減少。若(ruo)含硅量(liang)(liang)(liang)過(guo)低，石(shi)墨化(hua)不良，則(ze)易出現麻(ma)口或白口組織(zhi)。但硅含量(liang)(liang)(liang)過(guo)高，易使(shi)石(shi)墨粗大，力學性能降低。并(bing)且，在(zai)爐料(liao)的(de)添加順序(xu)當中(zhong)(zhong)，要嚴格遵(zun)守(shou)先增(zeng)錳(meng)，再增(zeng)碳(tan)(tan)，再增(zeng)硅的(de)工序(xu)要求。如果鑄鐵中(zhong)(zhong)不需要加錳(meng)，則(ze)遵(zun)守(shou)先增(zeng)碳(tan)(tan)，后(hou)增(zeng)硅的(de)原則(ze)。因為硅和硫一樣，都有影(ying)響增(zeng)碳(tan)(tan)劑吸(xi)收作用(yong)。
--錳--
=錳(meng)是阻礙石(shi)墨(mo)化的元素，它使鑄鐵基體(ti)(ti)(ti)中(zhong)珠光體(ti)(ti)(ti)量增多(duo)并得到細化的珠光體(ti)(ti)(ti)。在需要(yao)保證焊接(jie)平臺鑄鐵的珠光體(ti)(ti)(ti)時(shi)，通常(chang)將(jiang)錳(meng)含(han)量控制在0.6---1.2的范圍內。錳(meng)含(han)量過高則易使鑄鐵組織(zhi)中(zhong)出(chu)現自由滲碳(tan)體(ti)(ti)(ti)，呈現白口傾向。錳(meng)可以(yi)溶于鐵素體(ti)(ti)(ti)形成置換(huan)式(shi)固溶體(ti)(ti)(ti)，也可以(yi)溶解(jie)在滲碳(tan)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)形成含(han)錳(meng)滲碳(tan)體(ti)(ti)(ti)。錳(meng)溶解(jie)在滲碳(tan)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)，會加強鐵與碳(tan)的結(jie)合能力，使滲碳(tan)體(ti)(ti)(ti) 為穩(wen)定，因而(er)阻礙石(shi)墨(mo)化。錳(meng)對于石(shi)墨(mo)化的影響(xiang)，只有在它與硫(liu)發生化學(xue)反(fan)應后，才能通過剩余部(bu)分表現出(chu)來。
錳和(he)硫之間(jian)有比較大的親和(he)力，可(ke)發生以下(xia)反應
Mn+S=MnS
Mn+Fes=MnS+Fe
硫(liu)(liu)化(hua)錳(meng)的溶點高，在(zai)焊接(jie)平(ping)臺鐵(tie)(tie)液中多以固體(ti)質點存在(zai)，密(mi)度小，可人鐵(tie)(tie)液中浮出(chu)，或呈顆粒狀夾雜物(wu)存在(zai)于鑄鐵(tie)(tie)中，從而減(jian)弱硫(liu)(liu)的有(you)害作(zuo)用。為了充分發揮錳(meng)抵消硫(liu)(liu)有(you)害作(zuo)用的能(neng)力，在(zai)生產，常常利用錳(meng)對硫(liu)(liu)的抵消 性來(lai)調整(zheng)錳(meng)硫(liu)(liu)比(bi)。
--硫(liu)--
-硫對鑄鐵(tie)石(shi)(shi)墨(mo)化的影(ying)響與其存形(xing)式(shi)有關(guan)。若硫以三元(yuan)共晶體或富鐵(tie)硫化物形(xing)態(tai)存在，則因熔(rong)點低(di)，結晶時沿晶粒邊界分布，阻礙鐵(tie)、碳原子(zi)的擴散，從而(er)可(ke)有力地阻礙石(shi)(shi)墨(mo)化的進行(xing)。
硫(liu)在鑄(zhu)(zhu)鐵中(zhong)是(shi)有害元素(su)，它以硫(liu)化(hua)鐵的(de)形(xing)式(shi)完全(quan)溶(rong)(rong)解于鐵液中(zhong)，并能降(jiang)低(di)碳(tan)在鐵中(zhong)的(de)溶(rong)(rong)解度（1的(de)硫(liu)約可降(jiang)低(di)0.5的(de)碳(tan)），其(qi)(qi)成分、性質和(he)存在形(xing)式(shi)由鑄(zhu)(zhu)鐵中(zhong)錳和(he)其(qi)(qi)他元素(su)的(de)含量而決定。
另(ling)外(wai)，硫在焊接平(ping)臺鑄鐵(tie)中(zhong)惡化鑄鐵(tie)的(de)(de)鑄造性能，當鐵(tie)液中(zhong)存(cun)在大量(liang)的(de)(de)硫化物時，鐵(tie)液的(de)(de)流動性 會降低，從而造成補縮性能差，容易(yi)產生裂紋等缺陷。因此，一般將灰鑄鐵(tie)中(zhong)的(de)(de)含硫量(liang)限制在0.1---0.12以下。
--磷--
-磷對(dui)鑄鐵(tie)(tie)的石墨(mo)化(hua)影(ying)響不(bu)大。磷和硅一樣可(ke)使(shi)(shi)鑄鐵(tie)(tie)的共晶點左移，當鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)中的磷含量(liang)達到1時，可(ke)使(shi)(shi)共晶點含碳量(liang)在鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)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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