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--
碳本身(shen) 是構成石(shi)(shi)墨(mo)的(de)(de)元素，增(zeng)加含(han)(han)碳量(liang)能(neng)使(shi)石(shi)(shi)墨(mo)的(de)(de)均質晶核增(zeng)多(duo)(duo)，也能(neng)使(shi)鐵(tie)(tie)液中(zhong)未溶解的(de)(de)石(shi)(shi)墨(mo)夾雜物增(zeng)多(duo)(duo)，使(shi)石(shi)(shi)墨(mo)非均質晶核增(zeng)多(duo)(duo)，從而(er)可以提(ti)高(gao)(gao)焊(han)接平臺鐵(tie)(tie)液的(de)(de)實際結(jie)晶溫度。因此，碳，碳鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)中(zhong)是cujin石(shi)(shi)墨(mo)的(de)(de)元素。但含(han)(han)碳量(liang)過高(gao)(gao)，會使(shi)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)石(shi)(shi)墨(mo)化(hua)程度zengda，石(shi)(shi)墨(mo)粗大，基體(ti)中(zhong)球光(guang)體(ti)減(jian)少(shao)，鐵(tie)(tie)素體(ti)增(zeng)多(duo)(duo)，使(shi)鑄(zhu)(zhu)件力學性能(neng)降低(di)。為了提(ti)高(gao)(gao)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)強(qiang)度，使(shi)組織中(zhong)的(de)(de)石(shi)(shi)墨(mo)細化(hua)，數量(liang)減(jian)少(shao)，珠光(guang)體(ti)增(zeng)加， 需要適當(dang)降低(di)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)中(zhong)的(de)(de)含(han)(han)碳量(liang)。
--硅--
硅(gui)(gui)是(shi)強烈cujin石(shi)墨化的元(yuan)素。增(zeng)加(jia)含(han)硅(gui)(gui)量(liang)可使鑄鐵的石(shi)墨化程度zengda，基體組織中(zhong)(zhong)鐵素體量(liang)增(zeng)加(jia)而珠光體量(liang)減少。若含(han)硅(gui)(gui)量(liang)過(guo)(guo)低(di)，石(shi)墨化不良，則(ze)易(yi)出現麻(ma)口或白口組織。但硅(gui)(gui)含(han)量(liang)過(guo)(guo)高，易(yi)使石(shi)墨粗大，力(li)學(xue)性能降低(di)。并且，在爐料的添加(jia)順序當(dang)中(zhong)(zhong)，要(yao)嚴格遵(zun)守先(xian)增(zeng)錳(meng)，再增(zeng)碳，再增(zeng)硅(gui)(gui)的工序要(yao)求(qiu)。如果(guo)鑄鐵中(zhong)(zhong)不需要(yao)加(jia)錳(meng)，則(ze)遵(zun)守先(xian)增(zeng)碳，后(hou)增(zeng)硅(gui)(gui)的原則(ze)。因為硅(gui)(gui)和硫一樣，都有影響(xiang)增(zeng)碳劑(ji)吸收作用(yong)。
--錳--
=錳(meng)是阻礙(ai)石墨(mo)化(hua)的(de)元素(su)，它(ta)使鑄鐵(tie)基體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)珠光(guang)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)量增多(duo)并得到細化(hua)的(de)珠光(guang)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。在需要保證焊接平臺(tai)鑄鐵(tie)的(de)珠光(guang)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)時，通(tong)常將錳(meng)含量控(kong)制在0.6---1.2的(de)范(fan)圍內。錳(meng)含量過(guo)高則易使鑄鐵(tie)組織(zhi)中(zhong)出(chu)(chu)現自(zi)由(you)滲(shen)(shen)碳(tan)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，呈現白(bai)口傾向(xiang)。錳(meng)可(ke)以溶于(yu)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)形成(cheng)置(zhi)換式固(gu)溶體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，也(ye)可(ke)以溶解在滲(shen)(shen)碳(tan)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)形成(cheng)含錳(meng)滲(shen)(shen)碳(tan)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。錳(meng)溶解在滲(shen)(shen)碳(tan)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)，會加強鐵(tie)與(yu)碳(tan)的(de)結合(he)能力，使滲(shen)(shen)碳(tan)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti) 為穩定，因(yin)而(er)阻礙(ai)石墨(mo)化(hua)。錳(meng)對于(yu)石墨(mo)化(hua)的(de)影響，只有在它(ta)與(yu)硫發生化(hua)學反應后(hou)，才能通(tong)過(guo)剩余部分表(biao)現出(chu)(chu)來。
錳和硫之間有(you)比較(jiao)大的親和力，可發生以(yi)下反應
Mn+S=MnS
Mn+Fes=MnS+Fe
硫(liu)化錳(meng)(meng)的(de)(de)溶點高，在焊接平臺鐵(tie)液中多以(yi)固體質點存在，密度小(xiao)，可人鐵(tie)液中浮出，或(huo)呈(cheng)顆(ke)粒狀夾雜物存在于(yu)鑄鐵(tie)中，從(cong)而減(jian)弱硫(liu)的(de)(de)有(you)害(hai)作用(yong)。為了充分發揮錳(meng)(meng)抵(di)消硫(liu)有(you)害(hai)作用(yong)的(de)(de)能力(li)，在生產，常(chang)常(chang)利(li)用(yong)錳(meng)(meng)對硫(liu)的(de)(de)抵(di)消 性來(lai)調(diao)整錳(meng)(meng)硫(liu)比。
--硫--
-硫(liu)對鑄鐵石墨化的(de)影響與其存(cun)形式有關。若硫(liu)以三(san)元共晶(jing)體(ti)或(huo)富鐵硫(liu)化物(wu)形態存(cun)在，則因熔點(dian)低，結晶(jing)時(shi)沿晶(jing)粒邊界分布，阻(zu)礙鐵、碳原子的(de)擴散，從而可有力地阻(zu)礙石墨化的(de)進行。
硫在(zai)(zai)鑄鐵中(zhong)是有害元素，它以(yi)硫化鐵的(de)形式完全溶解于(yu)鐵液中(zhong)，并能降(jiang)低碳(tan)(tan)在(zai)(zai)鐵中(zhong)的(de)溶解度（1的(de)硫約(yue)可降(jiang)低0.5的(de)碳(tan)(tan)），其(qi)成分、性質和(he)存在(zai)(zai)形式由鑄鐵中(zhong)錳和(he)其(qi)他元素的(de)含量而決定。
另外，硫在焊接平臺鑄鐵(tie)中(zhong)惡化(hua)鑄鐵(tie)的(de)(de)鑄造(zao)性(xing)能，當鐵(tie)液(ye)中(zhong)存在大(da)量的(de)(de)硫化(hua)物時(shi)，鐵(tie)液(ye)的(de)(de)流動性(xing) 會降低，從而造(zao)成補縮性(xing)能差(cha)，容易產生裂紋等缺陷。因(yin)此，一般將灰鑄鐵(tie)中(zhong)的(de)(de)含硫量限(xian)制(zhi)在0.1---0.12以下。
--磷--
-磷(lin)對鑄(zhu)鐵的石墨化影響(xiang)不(bu)大。磷(lin)和硅(gui)一樣可使鑄(zhu)鐵的共晶點(dian)左(zuo)移，當(dang)鐵液(ye)中的磷(lin)含量(liang)達(da)到(dao)1時，可使共晶點(dian)含碳量(liang)在鐵液(ye)中減少(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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