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2020-04-28
LIBS成份分析_鑄鐵件中五大元素的作用

鑄件的常規元素分別是碳,矽,錳,硫,磷,這是我們常規的五大元素。直接影響鑄件機械性能的重要因素。主要作用如下:

    

1,元素碳是鑄鐵件中最基本的成分,它是主要區別鋼或鐵的主要依據,含碳量大於1.7%是鐵,低於1.7%的稱為鋼,而且,在生產過程中,碳在鑄造中碳會促進石墨化,改變白口徑,即減少滲漏碳體,珠光體,三元磷共晶,增加鐵素體,從而降低硬度改善加工性能;碳促進鎂吸收率的提高;改善球化,以達到預期的效果;碳能改善流動性,增加凝固時的體積膨脹;碳提高吸振性,減摩性,導熱性。因此,對不同質量要求的鑄件,合理選配碳含量一般是提高鑄件質量的一種途徑,例如:灰鐵含碳量大多在2.6%〜3.6%,球墨鑄鐵在3.5%〜3.9%。碳對中錳球墨鑄鐵的力學性能影響不明顯,一般碳量超過3.9%時易出現石墨漂浮,影響鑄鐵質量,碳低於3.0%時,不利於墨化故一般控制碳量在3.0%〜3.8%為宜。

 

2,元素矽是鑄件中的有益元素,它和碳元素一樣,能促進石墨化,以孕育劑的方式添加的矽作用更明顯。對於鑄態球磨鑄件,增加含矽量有雙重作用,至少它使滲漏碳體,珠光體,三元磷共晶減少,鐵素體增加,由此降低強度和硬度,改善鑄件塑性;取代矽固溶強化鐵素體,使屈服點和硬度提高;矽增加矽量,特別是孕育矽量,能夠顯著的控制碳化物的數量,因此,矽是抑制中錳球墨鑄鐵的白口徑的強力元素。矽在一定範圍內,有利於強度和性能的提高,但使抗磨性能有所降低。故要取適當的量。一般情況下,灰鑄件矽含量在1.2%〜3.0 %,球墨鑄件中矽在2.0%〜3.0%。

 

3,元素錳是鑄件重要元素之一,適量的錳,有助於生成紋理結構,增加堅固性和強度及耐磨性。錳和硫一樣都是穩定的化合物,是抗石墨化的元素,當與硫共存時,錳與硫的親和力結合,會結合成MnS等化合物,在適當溫度時,既無阻礙石墨化作用,還能中和硫,起著除硫作用。錳達到一定量時,錳易在共晶團邊界產生偏析,鑄態下易生成碳化物,增加錳量,會惡化力學。能使鑄件強度高,硬度高,密度高,耐磨等優點,此時矽量也相應提高。性能。因此錳的含量一般應低。但是錳能穩定奧氏體中,與鐵形成置換式固溶體,並且,由於錳比鐵對碳具有更強的親和力,它組織碳從固溶體中擴散和析出,從而穩定並擴大了奧氏體區的作用。

    

4,元素硫也是一種雜質,屬有害元素。在鑄造中,硫元素與Mn,Mg等其他元素親和力強,產生穩定的碳化物,阻礙石墨化,消耗鐵液中的球化元素,形成MgS。 ,MnS等殘渣,由於硫的消耗作用使有效的殘留球化元素含量過低則降低球化,還促進形成夾渣,皮下氣孔等缺陷。在普通灰鐵中,硫含量一般在0.02%〜0.15%,在球墨鑄鐵中S≤0.02%,有時可見情況而定。

 

5.磷通常是影響鑄件力學性能,尤其是使和和緻密性降低,是造成鑄件開裂的原因。因為磷在鑄件中溶解度很低。如P <0.05在鑄鐵中磷是一個容易偏析的元素,當鑄件中磷含量達到0.05%時,已有可能形成磷共晶,對大例如:在球墨鑄鐵中,磷量由0.04%〜0.05%提高到0.2%,抗拉強度由800Mpa〜850Mpa,降低到650Mpa。 〜700Mpa,伸長率由3.5%〜4%下降到1.5%〜2.0%。因此磷應限制含量最好在0.04%以下。但是磷能提高硬度,改善耐磨性,在某些耐磨鑄鐵中,要加入磷,其目的是利用磷共晶的耐磨性。

由此可見,鑄鐵實際上是一種以碳,矽,錳,硫,磷等元素為基礎非常複雜的化學過程。其中碳,矽是最基本的成分,錳含量通常會影響不大,硫,磷常被看做是雜質,因此常限定的限制。其中每一個元素對鑄鐵的品質,凝固結晶,組織和性能本身一定的影響和作用。這就要求鑄造者在鑄造過程中應對五大元素進行合理配比,它是提高鑄件質量的一條途徑。