灰鑄鐵的化學(xué)成分由兩部分組成:一是基本成分,即C、Si、Mn、P、S五大元素;二是根據(jù)需要,加入少量的合金元素,如Cu、Cr、Mo、Ni、Sb、Sn等。五大元素中起決定性作用的是C、Si含量,由于二者的石墨化作用大小不同,通常以CE表示:CE≈w(C)+1/3w(Si)。
- CE必須確保達(dá)到鑄鐵牌號(hào)中抗拉強(qiáng)度或硬度的要求。
- CE的高低是影響灰鑄鐵強(qiáng)度的主要決定性因素?;诣T鐵牌號(hào)越高,強(qiáng)度越高,選擇的CE應(yīng)越低。以降低CE來提高灰鑄鐵的強(qiáng)度,是提高灰鑄鐵強(qiáng)度的基本原則。
- 在同的CE下,不同的冷卻速度有著不同的強(qiáng)度,隨著鑄件壁厚的增加,鑄件強(qiáng)度降低;隨著壁厚的減小,鑄件強(qiáng)度增加。因此,薄壁鑄件的CE應(yīng)適當(dāng)提高,厚壁鑄件的CE應(yīng)適當(dāng)降低。
- CE的降低,使灰鑄鐵強(qiáng)度提高,但使鑄造性能、加工性能惡化,因此,在同等強(qiáng)度下,CE高的灰鑄鐵為優(yōu)。
- Mn是阻礙石墨化和穩(wěn)定珠光體的元素,一般灰鑄鐵要求珠光體基體,故Mn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高,薄壁件w(Mn)量為0.5%-0.8%,厚壁件w(Mn)量為0.9%-1.4%。
- Mn與S有較大的親和力,與S形成MnS或(Fe、Mn)S的化合物,故Mn可部分抵消S反石墨化的作用,且生成的MnS呈顆粒狀分散在鐵液中,熔點(diǎn)在1600℃以上,可作為非均質(zhì)品核,有利于石墨的析出,因此,Mn也有間接促進(jìn)石墨化的作用。、
- 灰鑄鐵中的Mn與S中和以后,過量的Mn才有能起穩(wěn)定珠光體的作用,中和S所必需的w(Mn)量為當(dāng)w(Mn)<0.2%時(shí),w(Mn)= w(S)×1.73%+.3%;當(dāng)w(S)≥0.02時(shí),w(Mn)= w(S)×3.3%
- S使灰鑄鐵流動(dòng)性降低,阻礙石墨化,增大白口傾向。當(dāng)灰鑄鐵中Mn低S高時(shí),S除與Mn形成MnS外,還會(huì)形成Fe-FeS的硫共晶或Fe-Fe3C-FeS三元硫共晶分布在界面上,降低灰鑄鐵的力學(xué)性能,并易產(chǎn)生熱裂,故一般認(rèn)為S是灰鑄鐵中的有害元素,要求w(S)≤0.12%。
- S對石墨化有雙重作用,S本身阻礙石墨化,但與Mn生成的MnS可形成結(jié)晶核心,促進(jìn)石墨化。因此,采用感應(yīng)電爐熔煉時(shí),必須要有增S處理,使w(S)量不低于0.06%;沖天爐熔煉時(shí),鐵液中的w(S)量一般為0.06%-0.10%。
- 灰鑄鐵的P常以二元磷共晶(Fe+Fe3P)或三元磷共晶(Fe-Fe3P+ Fe3C)形式存在。低熔點(diǎn)的磷共晶分布于界面,降低灰鑄鐵的力學(xué)性能,特別是塑性與韌性,并易產(chǎn)生裂紋,故灰鑄鐵的w(P)量一般小于0.15%。
- 于對有耐磨性要求的灰鑄鐵,w(P)量可提高至0.3%-1.5%;有致密性要求的灰鑄鐵,w(P)量應(yīng)低于0.06%。
NJ-ZN208型電腦多元素分析儀是一款綜合性分析儀,一臺(tái)儀器即可滿足鋼鐵及其合金材料中的C、S、Mn、P、Si、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、V、Al、W、Nb、Mg、稀土總量、Co等元素含量的檢測,共設(shè)置有四個(gè)大通道(且可根據(jù)客戶需求設(shè)置成十個(gè)大通道),每個(gè)大通道內(nèi)又分別設(shè)置有30個(gè)小通道,共可貯存120條工作曲線,原則上一套儀器可檢測120種元素,采用品牌電腦微機(jī)控制,并配備了電子天平,全中文菜單式操作,臺(tái)式打印機(jī)打印結(jié)果 ,可檢測的材料有:普碳鋼、低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼、生鐵、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、耐磨鑄鐵、鋁合金等。
南京諾金高速分析儀器廠
2020年7月23日