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5种元素对铸铁组织的影响

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(1)镍 镍可以降低奥氏体转变温度,扩大奥氏体区,能细化并增加珠光体;Ni<3.0%,珠光体型,可提高强度,主要用作结构材料;Ni3%—8%,马氏体型,主要用作耐磨材料;Ni>12 %,奥氏体型,主要用作耐腐蚀材料等。对石墨粗细影响较小。在球墨铸铁中,镍占 0.3%时性能最好;镍含量增加,石墨数量逐渐减小,镍在铸铁中有微弱的石墨化作用,石墨化能力大概为硅的 1/5~1/3,能够有效的促进碳的石墨化和石墨的球化;镍具有稳定珠光体的作用,使得珠光体的数量增多,同时细化珠光体,随着镍含量增加,材料的硬度与抗拉强度随之增加。(2)锰锰是铸铁的常存五元素之一,除少量固溶于铁素体以外,大部分溶入共析碳化物和渗碳体中,以复合碳化物的形态存在,加强了碳化物的形成,因此是阻碍石墨化的元素,故增加锰量会增大基体组织中的珠光体数量。在灰铸铁中,锰的质量分数控制在 0.5%-1.4%的范围内,主要作用有二,一是中和硫的有害作用,生成 MnS 及(F e、Mn)S 化合物,以颗粒状分布于机体中。这些化合物的熔点在 1600℃以上,不仅无阻碍石墨化的作用,而且还可以作为石墨化非自发性晶核。二是稳定和细化珠光体,在此含量范围内,随锰含量的增加,铸铁的强度、硬度增加,而塑性和韧性降低。在 QT 中 Mn 的作用是形成碳化物和珠光体。对于厚大断面的 QT 件来说,锰是偏析倾向特别显著的元素,是强烈稳定奥氏体的元素,对稳定珠光体的作用也很显著,在生产珠光体 QT 时,可以利用锰稳定珠光体的作用消除石墨球周围的铁素体组织。 (3)铬铬是缩小 γ 区的 元素,Cr20%时,γ 区消失随着铬含量的增加,使得铸件强度、硬度增加,塑型下降,并在铁素体可锻铸铁中保留较多的珠光体;铬含量的增加对铁素体、珠光体可锻铸铁组织性能影响几乎一致,当铬含量高时,铬碳化合物的的存在给铸件石墨化退火造成很大困难。(3)硅 硅是铸铁的常存五元素之一,能减少碳在液态和固态铁中的溶解度,促进石墨的析出,因此是促进石墨化的元素,其作用为碳的 1/3 左右,故增加硅量会增加石墨的数量,也会使石墨粗大;反之,减少硅量,会使石墨细小。在灰铸铁中,硅的质量分数控制在 1.1%-2.7%的范围内,一般碳硅含量低可获得较高的机械强度和硬度,但流动性稍差;反之,碳硅含量高,流动性好,机械强度和硬度较低。当薄壁铸件出现白口时,可提高碳硅含量使之变灰;当厚壁铸件出现粗大的石墨时,应适当降低碳硅含量,并达到提高机械强度和硬度的目的...

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