球鐵鑄件生產(chǎn)需要注意的6大元素及選擇原則
發(fā)布時(shí)間： 2020-04-06 來源：洛陽順祥機(jī)械有限公司 點(diǎn)擊：631
球墨鑄鐵化學(xué)成分主要包括碳,、硅,、錳、硫、磷5大常見元素,。對(duì)于一些對(duì)組織及性能有特殊要求的鑄件,，還包括少量的合金元素,。同普通灰鑄鐵不同的是,，為保證石墨球化，球墨鑄鐵中還須含有微量的殘留球化元素,。
1.碳及碳當(dāng)量的選擇原則
碳是球墨鑄鐵的基本元素,，碳高有助于石墨化。由于石墨呈球狀后石墨對(duì)機(jī)械性能的影響已減小到zui低程度,，球墨鑄鐵的含碳量一般較高,，在3.5%～3.9%之間，碳當(dāng)量在4.1%～4.7%之間,。鑄件壁薄,、球化元素殘留量大或孕育不充分時(shí)取上限；反之,，取下限,。將碳當(dāng)量選擇在共晶點(diǎn)附近不僅可以改善鐵液的流動(dòng)性，對(duì)于球墨鑄鐵而言,，碳當(dāng)量的提高還會(huì)由于提高了鑄鐵凝固時(shí)的石墨化膨脹提高鐵液的自補(bǔ)縮能力,。碳含量過高，會(huì)引起石墨漂浮,。因此,，球墨鑄鐵中碳當(dāng)量的上限以不出現(xiàn)石墨漂浮為原則。
2.硅的選擇原則
硅是強(qiáng)石墨化元素,。在球墨鑄鐵中,，硅不僅可以有效地減小白口傾向，增加鐵素體量,，而且具有細(xì)化共晶團(tuán),，提高石墨球圓整度的作用。硅提高鑄鐵的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度,，降低沖擊韌性,，因此硅含量不宜過高,，尤其是當(dāng)鑄鐵中錳和磷含量較高時(shí)，更需要嚴(yán)格控制硅的含量,。球墨鑄鐵中終硅量一般在1.4%～3.0%,。選定碳當(dāng)量后，一般采取高碳低硅強(qiáng)化孕育的原則,。硅的下限以不出現(xiàn)自由滲碳體為原則,。
球墨鑄鐵中碳硅含量確定以后，成分設(shè)計(jì)基本合適,。如果高于zui佳區(qū)域,，則容易出現(xiàn)石墨漂浮現(xiàn)象。如果低于zui佳區(qū)域,，則容易出現(xiàn)縮松缺陷和自由碳化物。
3.錳的選擇原則
由于球墨鑄鐵中硫的含量已經(jīng)很低,，不需要過多的錳來中和硫,，球墨鑄鐵中錳的作用就主要表現(xiàn)在增加珠光體的穩(wěn)定性，促進(jìn)形成(Fe,、Mn)3C,。這些碳化物偏析于晶界，對(duì)球墨鑄鐵的韌性影響很大,。錳也會(huì)提高鐵素體球墨鑄鐵的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度,，錳含量每增加0.1%，脆性轉(zhuǎn)變溫度提高10～12℃,。因此,，球墨鑄鐵中錳含量一般是愈低愈好，即使珠光體球墨鑄鐵,，錳含量也不宜超過0.4%～0.6%,。只有以提高耐磨性為目的的中錳球鐵和貝氏體球鐵例外。
4.磷的選擇原則
磷是一種有害元素,。它在鑄鐵中溶解度極低,，當(dāng)其含量小于0.05%時(shí)，固溶于基體中,，對(duì)力學(xué)性能幾乎沒有影響,。當(dāng)含量大于0.05%時(shí)，磷極易偏析于共晶團(tuán)邊界,，形成二元,、三元或復(fù)合磷共晶，降低鑄鐵的韌性,。磷提高鑄鐵的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度,，含磷量每增加0.01%,，韌脆性轉(zhuǎn)變溫度提高4～4.5℃。因此,，球墨鑄鐵中磷的含量愈低愈好,，一般情況下應(yīng)低于0.08%。對(duì)于比較重要的鑄件,，磷含量應(yīng)低于0.05%,。
5.硫的選擇原則
硫是一種反球化元素，它與鎂,、稀土等球化元素有很強(qiáng)的親合力,，硫的存在會(huì)大量消耗鐵液中的球化元素，形成鎂和稀土的硫化物,，引起夾渣,、氣孔等鑄造缺陷。球墨鑄鐵中硫的含量一般要求小于0.06%,。
6.球化元素的選擇原則
目前在工業(yè)上使用的球化元素主要是鎂和稀土,。鎂和稀土元素可以中和硫等反球化元素的作用，使石墨按球狀生長(zhǎng),。鎂和稀土的殘留量應(yīng)根據(jù)鐵液中硫等反球化元素的含量確定,。在保證球化合格的前提下，鎂和稀土的殘留量應(yīng)盡量低,。鎂和稀土殘留量過高,，會(huì)增加鐵液的白口傾向，并會(huì)由于它們?cè)诰Ы缟掀龆绊戣T件的力學(xué)性能,。