球铁铸件生产需(xū)要(yào)注意(yì)的6大元素及选择原则
发布时间: 2020-04-06 来源:洛阳云开和顺祥机(jī)械有限公司 点击(jī):1022
球(qiú)墨铸铁化学成分主(zhǔ)要包括碳、硅、锰(měng)、硫、磷5大常(cháng)见(jiàn)元素。对于一些对组织及(jí)性能(néng)有特殊要求的铸件(jiàn),还包括少量(liàng)的合金元素。同普通灰铸铁不同的是,为保证石墨球化,球墨铸铁中(zhōng)还须含有微量的(de)残(cán)留球化元素。
1.碳及碳当量的选择原则
碳是球墨铸铁的(de)基本元素(sù),碳高(gāo)有助于石(shí)墨化。由(yóu)于石墨呈球状后石墨对机械性能(néng)的影响已减小(xiǎo)到zui低程(chéng)度,球墨铸铁的(de)含碳量(liàng)一般较(jiào)高,在3.5%~3.9%之间,碳当量在4.1%~4.7%之间(jiān)。铸件(jiàn)壁(bì)薄、球化元素残留量大(dà)或孕育不充分(fèn)时(shí)取上限;反(fǎn)之,取下限。将碳当(dāng)量选择在共晶点附近不仅可以改善铁液的流(liú)动性,对于球墨(mò)铸铁而言(yán),碳当量的提高还会由(yóu)于提高了铸(zhù)铁凝(níng)固(gù)时的石墨化(huà)膨胀提高铁(tiě)液(yè)的自补(bǔ)缩(suō)能力。碳含(hán)量(liàng)过高,会引起石墨(mò)漂浮。因此,球墨铸铁中碳当(dāng)量(liàng)的上限(xiàn)以不出现石墨漂(piāo)浮为原则。
2.硅的选择(zé)原则
硅是强石墨化元素。在球(qiú)墨铸(zhù)铁(tiě)中,硅(guī)不仅可(kě)以(yǐ)有(yǒu)效地减小白口(kǒu)倾向,增加铁素(sù)体量,而且具(jù)有(yǒu)细化共晶团(tuán),提高石墨球圆整度的作用。硅提(tí)高铸铁(tiě)的韧脆性转变温度,降低冲击韧性,因此硅含量不宜过高,尤其是(shì)当铸铁中锰和磷(lín)含量较高时,更需要严格控(kòng)制(zhì)硅的含量。球墨铸铁中终硅(guī)量一(yī)般在1.4%~3.0%。选定碳当量后,一般(bān)采取高碳低硅强化孕育的原(yuán)则(zé)。硅的(de)下限以不出(chū)现自由渗碳体为原则。
球墨(mò)铸铁中碳(tàn)硅含量确(què)定以后,成分设计基(jī)本合适。如果高于(yú)zui佳(jiā)区域(yù),则容易出(chū)现石墨(mò)漂浮现(xiàn)象。如(rú)果低于(yú)zui佳区域,则容易出现缩松(sōng)缺陷(xiàn)和自由(yóu)碳化物。
3.锰(měng)的选择原则
由于球墨铸铁中(zhōng)硫的含量已经(jīng)很低(dī),不需(xū)要过多的锰来中和硫,球墨(mò)铸铁(tiě)中锰的(de)作(zuò)用就主要表现(xiàn)在增加珠光体的稳(wěn)定性,促进形成(Fe、Mn)3C。这些碳化物偏析于晶(jīng)界,对球墨铸铁的韧性影响很(hěn)大。锰也会提高铁素(sù)体球墨铸铁的韧脆性转(zhuǎn)变温度,锰含量每增加(jiā)0.1%,脆性转变温度提(tí)高10~12℃。因此(cǐ),球墨铸铁中锰含量(liàng)一般是(shì)愈低愈好,即使珠光体球墨铸铁,锰含量也不宜超(chāo)过0.4%~0.6%。只(zhī)有以(yǐ)提高(gāo)耐磨性为目的(de)的(de)中锰球铁和贝氏体(tǐ)球铁例外。
4.磷的选择原则
磷是一种有害元素。它在铸铁中溶解度极低,当其(qí)含(hán)量(liàng)小于0.05%时,固溶于(yú)基体(tǐ)中,对力学性(xìng)能几乎没有影响。当含(hán)量(liàng)大于0.05%时,磷极易偏析于共(gòng)晶团边界,形成二元(yuán)、三(sān)元或复合(hé)磷共晶,降低铸铁的韧性(xìng)。磷提高铸铁(tiě)的韧脆性转变温度,含(hán)磷量每增加0.01%,韧脆性转变温度提高4~4.5℃。因此,球墨铸铁中磷的含量愈低愈好(hǎo),一般情(qíng)况下应低于0.08%。对于比较重要的铸件,磷含(hán)量应(yīng)低于0.05%。
5.硫的选择原则
硫是(shì)一种反球化元素,它与镁、稀土等球化元素(sù)有很强的亲合力,硫的存在会大量消耗(hào)铁液(yè)中的球化元素,形成镁和稀土的(de)硫化物,引起夹渣、气孔等铸造缺陷。球墨铸(zhù)铁(tiě)中硫的含量一(yī)般要求小(xiǎo)于0.06%。
6.球(qiú)化元素的选择原则(zé)
目前在工业上使用的球化元素主要是镁和稀土。镁和稀土(tǔ)元素可(kě)以中和硫等反球化元素(sù)的作用,使石(shí)墨按球状生(shēng)长。镁和稀土的残留量(liàng)应根(gēn)据铁液中硫(liú)等反(fǎn)球(qiú)化元(yuán)素的(de)含量确定。在保证球化合格的前(qián)提下(xià),镁和稀土的(de)残留(liú)量(liàng)应尽量低。镁(měi)和稀土残留量过高,会增加铁液的(de)白口倾向,并会由于它们在(zài)晶界上偏(piān)析而影响铸(zhù)件的力学性能。
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