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(tan)--
碳本身 是構成石(shi)(shi)墨(mo)(mo)的(de)(de)元素(su)，增(zeng)(zeng)加(jia)含(han)碳量能(neng)使(shi)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)的(de)(de)均(jun)(jun)質(zhi)晶(jing)核增(zeng)(zeng)多(duo)(duo)，也能(neng)使(shi)鐵(tie)液(ye)中(zhong)未溶解的(de)(de)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)夾(jia)雜物增(zeng)(zeng)多(duo)(duo)，使(shi)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)非(fei)均(jun)(jun)質(zhi)晶(jing)核增(zeng)(zeng)多(duo)(duo)，從而可以提高(gao)焊接平(ping)臺鐵(tie)液(ye)的(de)(de)實際結晶(jing)溫(wen)度(du)。因(yin)此，碳，碳鑄(zhu)鐵(tie)中(zhong)是cujin石(shi)(shi)墨(mo)(mo)的(de)(de)元素(su)。但含(han)碳量過高(gao)，會使(shi)鑄(zhu)鐵(tie)的(de)(de)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)化程度(du)zengda，石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粗大，基體(ti)中(zhong)球光(guang)體(ti)減(jian)少，鐵(tie)素(su)體(ti)增(zeng)(zeng)多(duo)(duo)，使(shi)鑄(zhu)件力學(xue)性能(neng)降低。為了提高(gao)鑄(zhu)鐵(tie)的(de)(de)強度(du)，使(shi)組織中(zhong)的(de)(de)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)細化，數量減(jian)少，珠光(guang)體(ti)增(zeng)(zeng)加(jia)， 需要(yao)適當降低鑄(zhu)鐵(tie)中(zhong)的(de)(de)含(han)碳量。
--硅--
硅(gui)(gui)(gui)(gui)是(shi)強烈cujin石墨(mo)化的元素。增(zeng)(zeng)(zeng)加含硅(gui)(gui)(gui)(gui)量(liang)可使(shi)鑄(zhu)鐵(tie)的石墨(mo)化程度zengda，基體組織(zhi)中鐵(tie)素體量(liang)增(zeng)(zeng)(zeng)加而珠(zhu)光體量(liang)減少(shao)。若(ruo)含硅(gui)(gui)(gui)(gui)量(liang)過低(di)，石墨(mo)化不(bu)(bu)良，則易出現(xian)麻口或(huo)白口組織(zhi)。但硅(gui)(gui)(gui)(gui)含量(liang)過高(gao)，易使(shi)石墨(mo)粗大(da)，力學性能降低(di)。并且，在爐料的添加順序當中，要(yao)嚴(yan)格遵守先增(zeng)(zeng)(zeng)錳(meng)，再(zai)(zai)增(zeng)(zeng)(zeng)碳，再(zai)(zai)增(zeng)(zeng)(zeng)硅(gui)(gui)(gui)(gui)的工序要(yao)求。如果鑄(zhu)鐵(tie)中不(bu)(bu)需(xu)要(yao)加錳(meng)，則遵守先增(zeng)(zeng)(zeng)碳，后(hou)增(zeng)(zeng)(zeng)硅(gui)(gui)(gui)(gui)的原則。因為硅(gui)(gui)(gui)(gui)和硫一樣，都有影(ying)響增(zeng)(zeng)(zeng)碳劑吸收作用。
--錳(meng)--
=錳是阻礙(ai)石(shi)墨(mo)化的(de)(de)元素，它使鑄鐵(tie)基(ji)體(ti)中珠光體(ti)量(liang)增多并得(de)到細化的(de)(de)珠光體(ti)。在(zai)需要保證焊接(jie)平臺鑄鐵(tie)的(de)(de)珠光體(ti)時，通(tong)常將錳含量(liang)控制(zhi)在(zai)0.6---1.2的(de)(de)范圍內。錳含量(liang)過(guo)高(gao)則易(yi)使鑄鐵(tie)組織中出現(xian)(xian)自由(you)滲(shen)(shen)碳體(ti)，呈現(xian)(xian)白(bai)口傾(qing)向。錳可以溶(rong)于(yu)鐵(tie)素體(ti)形(xing)成置換式固溶(rong)體(ti)，也(ye)可以溶(rong)解在(zai)滲(shen)(shen)碳體(ti)中形(xing)成含錳滲(shen)(shen)碳體(ti)。錳溶(rong)解在(zai)滲(shen)(shen)碳體(ti)中，會加強(qiang)鐵(tie)與碳的(de)(de)結合能力，使滲(shen)(shen)碳體(ti) 為穩(wen)定，因而(er)阻礙(ai)石(shi)墨(mo)化。錳對于(yu)石(shi)墨(mo)化的(de)(de)影響，只有在(zai)它與硫(liu)發生化學反(fan)應后，才能通(tong)過(guo)剩余部分表現(xian)(xian)出來。
錳和(he)硫之間(jian)有(you)比較(jiao)大(da)的(de)親和(he)力，可發(fa)生以下反應
Mn+S=MnS
Mn+Fes=MnS+Fe
硫化錳的(de)溶點高，在焊接平臺鐵液中(zhong)多以(yi)固體質點存在，密度小(xiao)，可人鐵液中(zhong)浮出，或呈(cheng)顆粒狀夾雜物存在于(yu)鑄(zhu)鐵中(zhong)，從(cong)而減弱硫的(de)有(you)害作(zuo)用。為了充分發揮錳抵(di)消硫有(you)害作(zuo)用的(de)能力(li)，在生產，常(chang)常(chang)利(li)用錳對硫的(de)抵(di)消 性來(lai)調整錳硫比。
--硫--
-硫(liu)對鑄鐵(tie)石(shi)墨化(hua)(hua)的影響與其存形式有關。若硫(liu)以三(san)元(yuan)共(gong)晶體或富鐵(tie)硫(liu)化(hua)(hua)物形態存在，則因熔點(dian)低，結晶時沿晶粒邊界分布，阻礙(ai)(ai)鐵(tie)、碳(tan)原子的擴散，從而可有力地阻礙(ai)(ai)石(shi)墨化(hua)(hua)的進行。
硫(liu)在鑄鐵中是(shi)有害元(yuan)素，它(ta)以硫(liu)化鐵的(de)形(xing)(xing)式完(wan)全溶(rong)解于鐵液中，并能(neng)降低碳(tan)在鐵中的(de)溶(rong)解度（1的(de)硫(liu)約可降低0.5的(de)碳(tan)），其成分、性質和(he)存在形(xing)(xing)式由(you)鑄鐵中錳和(he)其他(ta)元(yuan)素的(de)含量而決(jue)定。
另(ling)外，硫(liu)在焊接(jie)平臺鑄(zhu)鐵(tie)中(zhong)惡(e)化(hua)鑄(zhu)鐵(tie)的(de)鑄(zhu)造性(xing)(xing)能，當鐵(tie)液中(zhong)存在大量(liang)的(de)硫(liu)化(hua)物時，鐵(tie)液的(de)流動性(xing)(xing) 會降低，從(cong)而(er)造成補(bu)縮(suo)性(xing)(xing)能差(cha)，容易產生(sheng)裂(lie)紋等缺(que)陷。因此，一(yi)般將灰鑄(zhu)鐵(tie)中(zhong)的(de)含硫(liu)量(liang)限(xian)制在0.1---0.12以(yi)下。
--磷--
-磷(lin)(lin)對鑄鐵(tie)的(de)石墨化影響不大(da)。磷(lin)(lin)和硅一(yi)樣可使鑄鐵(tie)的(de)共(gong)晶點左(zuo)移，當鐵(tie)液中的(de)磷(lin)(lin)含量達到1時，可使共(gong)晶點含碳量在(zai)鐵(tie)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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