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发布日期:2022-12-06
铸造厂球墨铸铁主要包括五种常见元素:碳、硫、锰、硅、磷。铸造厂工程师根据球墨铸铁件的特殊要求,还含有少量的合金元素。铸造厂球墨铸铁件与普通灰铸铁不同,为了保证石墨的球化,球铁还需要含有微量残留的球化元素。铸造厂配备有专业的光谱等检测设备,随炉化验铁水成分,确保五大元素符合要求!
1、碳和碳当量的选择原则:碳是球铁的基本元素,碳存量高有助于石墨化。由于石墨球形化后,石墨对力学性能的影响已降到很低,所以球墨铸铁的碳存量一般较高,在3.5% ~ 3.9%之间。
2、硅的选择原则:硅是一种强石墨化元素。在球铁中,硅不仅能增加铁素体量,有效降低铸铁倾向,还能提高石墨球的圆度,细化共晶团。但硅提高了铸铁的韧性和韧脆转变温度,降低了冲击韧性,所以硅存量不宜过高,特别是当铸铁中锰、磷存量较高时,更要严格控制硅存量。球墨铸铁的硅存量一般为1.4-3.0%,碳当量选定后,一般采用高碳低硅强化孕育的原则。
3、锰的选择原则:由于球铁中的硫存量已经很低,所以不需要过量的锰来中和硫。锰在球墨铸铁中的作用主要是增加珠光体的稳定性,促进(Fe,Mn)3C的形成。这些碳化物在晶界上偏聚,对球墨铸铁的韧性有很大影响。锰还会提高铁素体球铁的韧性和韧脆转变温度,锰存量每增加0.1%,韧脆转变温度将提高10 ~ 12°,所以球墨铸铁中锰存量越低越好。即使在珠光体球墨铸铁中,锰存量也不应超过0.4 ~ 0.6%。但以提高耐磨性为目的的中锰球墨铸铁和贝氏体球墨铸铁除外。
4、磷的选择原则:磷是有害元素,它在球铁中的溶解度很低。当其含量小于0.05%时,会溶解在基体中,对力学性能几乎没有影响。当存量大于0.05%时,磷易在共晶团边界偏析,形成二元、三元或复合磷共晶,降低铸铁韧性。为提高磷铸铁的韧性韧脆转变温度,磷存量每增加0.01%,韧性韧脆转变温度提高4 ~ 4.5度。因此,球墨铸铁中的磷存量越低越好。一般应该低于0.08%。对于重要的铸件,磷存量应低于0.05%。
5、硫的选择原则:硫是一种反球化元素,与镁、稀土等球化元素有很强的亲和力。硫的存在会消耗铁水中大量的球化元素,形成镁和稀土的硫化物,造成夹渣、气孔等铸造缺陷。球墨铸铁中的硫存量一般要求小于0.06%。
目前工业上使用的球化元素主要是镁和稀土,而镁和稀土元素可以中和硫等抗球化元素的作用,使石墨呈球状生长。镁和稀土的残留量应根据铁水中硫等抗球化元素的存量来确定,在球化合格的前提下,镁和稀土的残留量应尽可能低。并且过高的残留镁和稀土会增加铁水开口的倾向,并因其在晶界上的偏析而影响球铁的力学性能。
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