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)(shi)構成石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)元素，增(zeng)加含碳(tan)量(liang)能(neng)使(shi)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)均質(zhi)晶核(he)增(zeng)多，也能(neng)使(shi)鐵(tie)(tie)(tie)液中未溶解的(de)(de)(de)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)夾雜物增(zeng)多，使(shi)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)非均質(zhi)晶核(he)增(zeng)多，從(cong)而(er)可以(yi)提(ti)高(gao)焊接平臺鐵(tie)(tie)(tie)液的(de)(de)(de)實際結晶溫度。因此(ci)，碳(tan)，碳(tan)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)中是(shi)(shi)cujin石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)元素。但含碳(tan)量(liang)過(guo)高(gao)，會(hui)使(shi)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)化程度zengda，石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)粗大，基體中球(qiu)光體減少(shao)(shao)，鐵(tie)(tie)(tie)素體增(zeng)多，使(shi)鑄(zhu)件力學性能(neng)降低(di)。為了(le)提(ti)高(gao)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)強度，使(shi)組織中的(de)(de)(de)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)細化，數(shu)量(liang)減少(shao)(shao)，珠光體增(zeng)加， 需要適(shi)當降低(di)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)中的(de)(de)(de)含碳(tan)量(liang)。
--硅--
硅(gui)(gui)(gui)是強(qiang)烈cujin石(shi)墨化的元(yuan)素(su)(su)。增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)含硅(gui)(gui)(gui)量(liang)可使鑄鐵(tie)(tie)的石(shi)墨化程度zengda，基體組(zu)織(zhi)(zhi)中(zhong)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體量(liang)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)而珠光體量(liang)減少。若(ruo)含硅(gui)(gui)(gui)量(liang)過(guo)低(di)，石(shi)墨化不(bu)良，則(ze)(ze)易(yi)出(chu)現麻口或(huo)白口組(zu)織(zhi)(zhi)。但硅(gui)(gui)(gui)含量(liang)過(guo)高，易(yi)使石(shi)墨粗大，力(li)學性能降低(di)。并(bing)且，在(zai)爐(lu)料的添(tian)加(jia)順序當中(zhong)，要(yao)嚴格遵守先增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)錳(meng)，再增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)碳，再增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)硅(gui)(gui)(gui)的工序要(yao)求(qiu)。如(ru)果鑄鐵(tie)(tie)中(zhong)不(bu)需要(yao)加(jia)錳(meng)，則(ze)(ze)遵守先增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)碳，后增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)硅(gui)(gui)(gui)的原則(ze)(ze)。因為硅(gui)(gui)(gui)和(he)硫一樣，都有影響增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)碳劑吸收作用。
--錳--
=錳是阻(zu)礙石墨(mo)化的元素，它使(shi)鑄(zhu)鐵基(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)(ti)(ti)量增多并得到細化的珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)(ti)(ti)。在需(xu)要(yao)保(bao)證焊接平(ping)臺鑄(zhu)鐵的珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)(ti)(ti)時，通(tong)(tong)常將錳含量控制在0.6---1.2的范圍內。錳含量過(guo)高則易使(shi)鑄(zhu)鐵組織中(zhong)出現(xian)(xian)自由滲碳(tan)(tan)體(ti)(ti)(ti)(ti)，呈現(xian)(xian)白口傾向。錳可以溶(rong)于鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)形成(cheng)置換式固溶(rong)體(ti)(ti)(ti)(ti)，也可以溶(rong)解在滲碳(tan)(tan)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)形成(cheng)含錳滲碳(tan)(tan)體(ti)(ti)(ti)(ti)。錳溶(rong)解在滲碳(tan)(tan)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)，會加強鐵與碳(tan)(tan)的結(jie)合能力，使(shi)滲碳(tan)(tan)體(ti)(ti)(ti)(ti) 為(wei)穩定，因而阻(zu)礙石墨(mo)化。錳對(dui)于石墨(mo)化的影響，只(zhi)有在它與硫發生化學反(fan)應后，才(cai)能通(tong)(tong)過(guo)剩余部分表現(xian)(xian)出來。
錳和硫之間有(you)比較(jiao)大的(de)親和力，可(ke)發生以下反應(ying)
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)液中多(duo)以固體質(zhi)點存在(zai)，密度小，可人鐵(tie)液中浮出，或呈顆粒狀夾雜物存在(zai)于鑄鐵(tie)中，從(cong)而(er)減弱硫(liu)(liu)的有害作用。為了充分發揮錳(meng)抵消(xiao)硫(liu)(liu)有害作用的能力，在(zai)生產，常常利用錳(meng)對(dui)硫(liu)(liu)的抵消(xiao) 性來調整(zheng)錳(meng)硫(liu)(liu)比。
--硫--
-硫對鑄鐵(tie)(tie)石墨化的(de)影響與其存(cun)形(xing)式有關。若硫以三元(yuan)共晶(jing)體或富鐵(tie)(tie)硫化物(wu)形(xing)態存(cun)在(zai)，則因熔點低(di)，結晶(jing)時沿(yan)晶(jing)粒邊界(jie)分(fen)布，阻(zu)(zu)礙鐵(tie)(tie)、碳原子的(de)擴散，從而可有力地阻(zu)(zu)礙石墨化的(de)進行。
硫(liu)在鑄(zhu)(zhu)鐵中(zhong)是有害元素，它以硫(liu)化鐵的(de)形式完全溶解于鐵液(ye)中(zhong)，并能降(jiang)低碳在鐵中(zhong)的(de)溶解度（1的(de)硫(liu)約可降(jiang)低0.5的(de)碳），其(qi)成分、性質和存在形式由鑄(zhu)(zhu)鐵中(zhong)錳和其(qi)他元素的(de)含量而(er)決定。
另(ling)外(wai)，硫(liu)(liu)在(zai)焊接平臺(tai)鑄(zhu)鐵(tie)中(zhong)(zhong)惡化(hua)鑄(zhu)鐵(tie)的(de)鑄(zhu)造(zao)性(xing)能，當鐵(tie)液中(zhong)(zhong)存在(zai)大量的(de)硫(liu)(liu)化(hua)物時(shi)，鐵(tie)液的(de)流動性(xing) 會降(jiang)低，從而造(zao)成補縮性(xing)能差，容易產生裂紋(wen)等缺陷。因此(ci)，一般將灰鑄(zhu)鐵(tie)中(zhong)(zhong)的(de)含硫(liu)(liu)量限制(zhi)在(zai)0.1---0.12以(yi)下。
--磷--
-磷(lin)對鑄鐵的石墨化影響不大。磷(lin)和硅一樣(yang)可(ke)使鑄鐵的共晶點左移，當鐵液中的磷(lin)含(han)量達到1時，可(ke)使共晶點含(han)碳量在鐵液中減少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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