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)(tan)本身 是構成石(shi)墨(mo)的元素，增(zeng)加含(han)(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)量能(neng)使石(shi)墨(mo)的均(jun)(jun)質(zhi)晶核(he)增(zeng)多，也能(neng)使鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)中未溶解的石(shi)墨(mo)夾雜(za)物(wu)增(zeng)多，使石(shi)墨(mo)非均(jun)(jun)質(zhi)晶核(he)增(zeng)多，從而(er)可(ke)以提高焊(han)接平臺鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)的實際結晶溫度。因此，碳(tan)(tan)(tan)，碳(tan)(tan)(tan)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)中是cujin石(shi)墨(mo)的元素。但含(han)(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)量過(guo)高，會使鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的石(shi)墨(mo)化程度zengda，石(shi)墨(mo)粗大，基體中球(qiu)光體減少，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素體增(zeng)多，使鑄(zhu)(zhu)件力學(xue)性能(neng)降低。為了提高鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的強(qiang)度，使組織中的石(shi)墨(mo)細化，數量減少，珠光體增(zeng)加， 需(xu)要適當降低鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)中的含(han)(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)量。
--硅(gui)--
硅(gui)(gui)(gui)(gui)是強烈(lie)cujin石墨化的(de)元素。增加含(han)硅(gui)(gui)(gui)(gui)量(liang)(liang)可使(shi)鑄(zhu)鐵(tie)的(de)石墨化程度zengda，基體(ti)組織中(zhong)鐵(tie)素體(ti)量(liang)(liang)增加而珠光體(ti)量(liang)(liang)減少。若含(han)硅(gui)(gui)(gui)(gui)量(liang)(liang)過低，石墨化不良，則(ze)(ze)易出(chu)現麻口或白口組織。但(dan)硅(gui)(gui)(gui)(gui)含(han)量(liang)(liang)過高(gao)，易使(shi)石墨粗(cu)大，力(li)學(xue)性能降低。并且，在爐(lu)料的(de)添加順序(xu)當中(zhong)，要嚴格(ge)遵(zun)守先增錳，再增碳(tan)(tan)，再增硅(gui)(gui)(gui)(gui)的(de)工序(xu)要求(qiu)。如(ru)果(guo)鑄(zhu)鐵(tie)中(zhong)不需要加錳，則(ze)(ze)遵(zun)守先增碳(tan)(tan)，后增硅(gui)(gui)(gui)(gui)的(de)原則(ze)(ze)。因為硅(gui)(gui)(gui)(gui)和硫(liu)一樣，都有影響增碳(tan)(tan)劑吸(xi)收作用(yong)。
--錳--
=錳(meng)(meng)(meng)是阻礙(ai)石(shi)墨(mo)化(hua)的(de)(de)(de)元素(su)，它(ta)使(shi)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)基體(ti)(ti)中(zhong)珠光體(ti)(ti)量(liang)增多(duo)并得到細(xi)化(hua)的(de)(de)(de)珠光體(ti)(ti)。在(zai)(zai)需(xu)要保證(zheng)焊接平臺鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)的(de)(de)(de)珠光體(ti)(ti)時(shi)，通常將錳(meng)(meng)(meng)含(han)(han)量(liang)控(kong)制在(zai)(zai)0.6---1.2的(de)(de)(de)范圍內(nei)。錳(meng)(meng)(meng)含(han)(han)量(liang)過高(gao)則(ze)易(yi)使(shi)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)組織中(zhong)出現自由滲碳(tan)(tan)體(ti)(ti)，呈現白口傾向(xiang)。錳(meng)(meng)(meng)可以溶(rong)(rong)于(yu)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)形(xing)(xing)成置換式固溶(rong)(rong)體(ti)(ti)，也可以溶(rong)(rong)解(jie)在(zai)(zai)滲碳(tan)(tan)體(ti)(ti)中(zhong)形(xing)(xing)成含(han)(han)錳(meng)(meng)(meng)滲碳(tan)(tan)體(ti)(ti)。錳(meng)(meng)(meng)溶(rong)(rong)解(jie)在(zai)(zai)滲碳(tan)(tan)體(ti)(ti)中(zhong)，會加強鐵(tie)與碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)結(jie)合能力(li)，使(shi)滲碳(tan)(tan)體(ti)(ti) 為穩定，因而阻礙(ai)石(shi)墨(mo)化(hua)。錳(meng)(meng)(meng)對于(yu)石(shi)墨(mo)化(hua)的(de)(de)(de)影響，只有(you)在(zai)(zai)它(ta)與硫發生(sheng)化(hua)學反應后，才(cai)能通過剩(sheng)余部分(fen)表現出來。
錳和(he)硫(liu)之(zhi)間(jian)有比(bi)較大的親和(he)力，可(ke)發生(sheng)以(yi)下(xia)反應
Mn+S=MnS
Mn+Fes=MnS+Fe
硫(liu)化錳(meng)的(de)溶點高，在焊接平臺鐵(tie)(tie)液中(zhong)(zhong)(zhong)多以固(gu)體質點存(cun)在，密度小，可人鐵(tie)(tie)液中(zhong)(zhong)(zhong)浮出，或呈(cheng)顆粒狀夾雜物存(cun)在于鑄鐵(tie)(tie)中(zhong)(zhong)(zhong)，從而(er)減弱硫(liu)的(de)有害作(zuo)用。為了充(chong)分發揮錳(meng)抵(di)消硫(liu)有害作(zuo)用的(de)能力(li)，在生(sheng)產，常(chang)常(chang)利用錳(meng)對硫(liu)的(de)抵(di)消 性來(lai)調整(zheng)錳(meng)硫(liu)比。
--硫--
-硫對鑄(zhu)鐵(tie)石(shi)墨化的(de)影響與(yu)其(qi)存形式有(you)關。若硫以三元共(gong)晶(jing)體或(huo)富鐵(tie)硫化物形態存在，則因熔(rong)點低，結晶(jing)時(shi)沿晶(jing)粒(li)邊界分布，阻礙鐵(tie)、碳原(yuan)子的(de)擴(kuo)散，從而(er)可(ke)有(you)力(li)地阻礙石(shi)墨化的(de)進行。
硫(liu)在鑄鐵中是有害元素(su)，它以硫(liu)化鐵的(de)形(xing)(xing)式完全溶解(jie)于鐵液(ye)中，并能降低(di)(di)碳在鐵中的(de)溶解(jie)度(du)（1的(de)硫(liu)約可(ke)降低(di)(di)0.5的(de)碳），其成(cheng)分、性質(zhi)和(he)存在形(xing)(xing)式由鑄鐵中錳和(he)其他元素(su)的(de)含量而決定(ding)。
另(ling)外(wai)，硫在焊接平臺鑄(zhu)鐵中惡化鑄(zhu)鐵的鑄(zhu)造(zao)性能，當鐵液(ye)中存在大量的硫化物時，鐵液(ye)的流動性 會降(jiang)低，從(cong)而造(zao)成補縮性能差，容易產生裂紋(wen)等缺(que)陷。因此(ci)，一般將灰鑄(zhu)鐵中的含硫量限制在0.1---0.12以下(xia)。
--磷--
-磷對鑄鐵(tie)的石墨化影響不大。磷和硅一樣可使鑄鐵(tie)的共晶點左(zuo)移，當鐵(tie)液(ye)中的磷含量達到1時，可使共晶點含碳(tan)量在(zai)鐵(tie)液(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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