球铁五大元素的选择原则
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- 发布时间：2022-11-09 15:54
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【概要描述】球铁的化学成分主要包括五种常见元素：碳、硫、锰、硅、磷。对于一些对组织和性能有特殊要求的铸件，还含有少量的合金元素。与普通灰铸铁不同，为了保证石墨的球化，球铁还需要含有微量残留的球化元素。
球铁五大元素的选择原则
【概要描述】球铁的化学成分主要包括五种常见元素：碳、硫、锰、硅、磷。对于一些对组织和性能有特殊要求的铸件，还含有少量的合金元素。与普通灰铸铁不同，为了保证石墨的球化，球铁还需要含有微量残留的球化元素。
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球铁的化学成分主要包括五种常见元素：碳、硫、锰、硅、磷。对于一些对组织和性能有特殊要求的铸件，还含有少量的合金元素。与普通灰铸铁不同，为了保证石墨的球化，球铁还需要含有微量残留的球化元素。
1、碳和碳当量的选择原则：碳是球铁的基本元素，碳存量高有助于石墨化。由于石墨球形化后，石墨对力学性能的影响已降到很低，所以球墨铸铁的碳存量一般较高，在3.5% ~ 3.9%之间。
2、硅的选择原则：硅是一种强石墨化元素。在球铁中，硅不仅能增加铁素体量，有效降低铸铁倾向，还能提高石墨球的圆度，细化共晶团。但硅提高了铸铁的韧性和韧脆转变温度，降低了冲击韧性，所以硅存量不宜过高，特别是当铸铁中锰、磷存量较高时，更要严格控制硅存量。球墨铸铁的硅存量一般为1.4-3.0%，碳当量选定后，一般采用高碳低硅强化孕育的原则。
3、锰的选择原则：由于球铁中的硫存量已经很低，所以不需要过量的锰来中和硫。锰在球墨铸铁中的作用主要是增加珠光体的稳定性，促进(Fe，Mn)3C的形成。这些碳化物在晶界上偏聚，对球墨铸铁的韧性有很大影响。锰还会提高铁素体球铁的韧性和韧脆转变温度，锰存量每增加0.1%，韧脆转变温度将提高10 ~ 12°，所以球墨铸铁中锰存量越低越好。即使在珠光体球墨铸铁中，锰存量也不应超过0.4 ~ 0.6%。但以提高耐磨性为目的的中锰球墨铸铁和贝氏体球墨铸铁除外。
4、磷的选择原则：磷是有害元素，它在球铁中的溶解度很低。当其含量小于0.05%时，会溶解在基体中，对力学性能几乎没有影响。当存量大于0.05%时，磷易在共晶团边界偏析，形成二元、三元或复合磷共晶，降低铸铁韧性。为提高磷铸铁的韧性韧脆转变温度，磷存量每增加0.01%，韧性韧脆转变温度提高4 ~ 4.5度。因此，球墨铸铁中的磷存量越低越好。一般应该低于0.08%。对于重要的铸件，磷存量应低于0.05%。
5、硫的选择原则：硫是一种反球化元素，与镁、稀土等球化元素有很强的亲和力。硫的存在会消耗铁水中大量的球化元素，形成镁和稀土的硫化物，造成夹渣、气孔等铸造缺陷。球墨铸铁中的硫存量一般要求小于0.06%。
目前工业上使用的球化元素主要是镁和稀土，而镁和稀土元素可以中和硫等抗球化元素的作用，使石墨呈球状生长。镁和稀土的残留量应根据铁水中硫等抗球化元素的存量来确定，在球化合格的前提下，镁和稀土的残留量应尽可能低。并且过高的残留镁和稀土会增加铁水开口的倾向，并因其在晶界上的偏析而影响球铁的力学性能。
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