各种元素对铸铁组织性能的影响.docx
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1、碳是铸铁的基本组元,在铸铁中的存在形式主要有两种,一种是以游离碳石墨的形式存在,另一种是以化合碳渗碳体的形式存在,也正是碳在铸铁中的这种存在形式可把铸铁分成许多类型可把铸铁分成许多类型,在灰铸铁中,碳的质量分数控制在2.7%-3.8%的范围内,碳主要以片状石墨形式存在,高碳灰铸铁的金相组织为铁素体和粗大的片状石墨,机械强度和硬度较低,但挠度较好;低碳灰铸铁的金相组织为珠光体和细小的片状石墨,有较高的机械强度和硬度,但挠度较差。由于灰铸铁的成分位于共晶点附近,因此具有良好的铸造性能。对于亚共晶范围的灰铸铁,增加碳含量能提高流动性,反之,对于过共晶范围的灰铸铁,只有降低碳含量才能提高流动性。在QT
2、中含C量高,析出的石墨数量多,石墨球数多,球径尺寸小,圆整度增加。提高含C量可以减小缩松体积,减小缩松面积,使铸件致密。但是含C量过高则降低缩松作用不明显,反而出现严重的石墨漂浮,且为保证球化所需要的残余Mg量要增多2Si硅是铸铁的常存五元素之一,能减少碳在液态和固态铁中的溶解度,促进石墨的析出,因此是促进石墨化的元素,其作用为碳的1/3左右,故增加硅量会增加石墨的数量,也会使石墨粗大;反之,减少硅量,会使石墨细小。在灰铸铁中,硅的质量分数控制在1.1%-2.7%的范围内,一般碳硅含量低可获得较高的机械强度和硬度,但流动性稍差;反之,碳硅含量高,流动性好,机械强度和硬度较低。当薄壁铸件出现白口
3、时,可提高碳硅含量使之变灰;当厚壁铸件出现粗大的石墨时,应适当降低碳硅含量,并达到提高机械强度和硬度的目的。Si是Fe-C合金中能够封闭r区的元素,Si使共析点的含C量降低。Si提高共析转变温度,且在QT中使铁素体增加的作用比HT要大。HT中CxSi都是强烈促进石墨化的元素。提高碳当量促使石墨片变粗、数量增多,强度和硬度下降。降低碳当量可以减少石墨数量、细化石墨、增加初析奥氏体枝晶数量,从而是提高灰铸铁力学性能常采取的措施。但是降低碳当量会导致铸造性能降低、铸件断面敏感性增加,硬度上升加工困难等问题。3Mn镒是铸铁的常存五元素之一,除少量固溶于铁素体以外,大部分溶入共析碳化物和渗碳体中,以复合
4、碳化物的形态存在,加强了碳化物的形成,因此是阻碍石墨化的元素,故增加镒量会增大基体组织中的珠光体数量。在灰铸铁中,镒的质量分数控制在05%-1.4%的范围内,主要作用有二,一是中和硫的有害作用,生成MnS及(Fe、Mn)S化合物,以颗粒状分布于机体中。这些化合物的熔点在1600。C以上,不仅无阻碍石墨化的作用,而且还可以作为石墨化非自发性晶核。二是稳定和细化珠光体,在此含量范围内,随镒含量的增加,铸铁的强度、硬度增加,而塑性和韧性降低。在QT中Mn的作用是形成碳化物和珠光体。对于厚大断面的QT件来说,镒是偏析倾向特别显著的元素,是强烈稳定奥氏体的元素,对稳定珠光体的作用也很显著,在生产珠光体Q
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