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五元素對鑄件的影響！

發表時間：2015年11月03日【大中小】

一、碳元素是機床鑄件中基本的成分。它不但是區分鋼或鐵的主要依據，含碳量大于1.7%是鐵，低于1.7%的稱為鋼，而且，在鑄造過程中，碳影響著鑄件的力學性能。在鑄造中適當的碳促進石墨化，減小白口傾向，即減少滲碳體、珠光體、三元磷共晶，增加鐵素體，因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。但碳含量過高引起石墨漂浮，惡化力學性能，過低又易產生縮孔松縮等缺陷。所以，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，一般碳量高于3.9%時易出現石墨漂浮，影響鑄鐵質量，碳低于3.0%時，不利于石墨化故一般控制碳量在3.0%-3.8%為宜。

　　二、硅元素是大型鑄件中的有益元素，它和碳元素一樣，能促進石墨化，以孕育劑的方式添加的硅作用更明顯。對于鑄態球磨鑄件，增加含硅量有雙重作用，一方面它使滲碳體、珠光體、三元磷共晶減少，鐵素體增加，因而降低強度和硬度，改善鑄件塑性；另一方面硅固溶強化鐵素體，使屈服點和硬度提高；硅改善鑄造流動性，增大凝固時體積膨脹；硅能改善耐熱、耐蝕性。增加硅量，特別是孕育硅量，能夠顯著的控制碳化物的數量，因此，硅是抑制中錳球墨鑄鐵白口傾向的強力元素。硅在一定范圍內，有利于強度和韌性的提高，但使抗磨性能有所降低。故要取合適的量。一般情況下，灰鑄件硅含量在1.2%-3.0%，球墨鑄件中硅在2.0%-3.0%。

三、錳是鑄件重要元素之一，適量的錳，有助于生成紋理結構，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，是阻礙石墨化的元素，當與硫共存時，錳與硫的親和力較大，會結合成MnS等化合物，在適當溫度時，不僅無阻礙石墨化作用，還能中和硫，起著除硫作用。錳達到一定量時，能使鑄件強度高、硬度高、密度高、耐磨等優點，此時硅量也相應提高。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，會惡化力學性能。因此錳的含量一般應低。但是錳能穩定奧氏體，促使形成奧氏體基體時，可成為弱磁性球墨鑄鐵，具有良好抗磨性。錳固溶于奧氏體中，與鐵形成置換式固溶體，并且，由于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，起到了穩定和擴大奧氏體區的作用。

四、磷是有害元素，被作為雜質對待。磷往往是影響鑄件力學性能，尤其使韌性和致密性降低，是造成鑄件開裂的主要原因。因為磷在鑄件中溶解度很低。如P<0.05%時，固溶于鐵，對球墨鑄件力學性能沒有明顯的不良影響。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，對大多數鑄件來說，磷共晶會增加鑄件脆性，嚴重惡化了力學性能。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。

　　五、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，由于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。由于硫降低球化率，加快球化衰退以及形成夾渣等使力學性能下降或不穩定。硫元素應除去，應該含量低。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%，有時可視情況而定。由此可見，鑄鐵實際上是一種以碳、硅、錳、硫、磷等元素為基礎十分復雜的化學過程。其中碳、硅是基本的成分，錳含量一般較低時影響不大，硫、磷常被看做是雜質，因此常加以限制。其中每一個元素對鑄鐵的品質、凝固結晶、組織和性能均有一定的影響和作用。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，它是提高密鑄件質量的一條途徑。

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