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影响大型铸件内在质量的五大元素

时间:2013-02-03 17:07 作者:亚晟机械 点击:
碳元素是铸件中最基本的成分.它不但是区分钢或铁的主要依据,含碳量大于1.7%是铁,低于1.7%的称为钢,在铸造过程中,碳影响着铸件的力学性能.

影响铸件品质的常规元素主要有五种,分别是碳、硅、猛、硫、磷以上元素叫做基本元素,俗称五大元素。它们是直接影响铸件物理性能的一个重要元素。其主要作用如下:

一、碳元素是铸件中最基本的成分。它不但是区分钢或铁的主要依据,含碳量大于1.7%是铁,低于1.7%的称为钢,在铸造过程中,碳影响着铸件的力学性能。
二、硅元素是铸件中的有益元素,它和碳元素一样,能促进石墨化,以孕育剂的方式添加有硅作用更明显。对于铸态球磨铸件,增加含硅量有双重作用,一方面它使渗碳体、珠光体、三元磷共晶减少,铁系体增加,因而降低强度和硬度,改善铸件塑性;另一方面硅固溶强化铁素体,使屈服点和硬度提高。硅改善铸造流动性,增大凝固时体积膨胀,硅能改善耐热、耐蚀性。硅在一定范围内,有利于强度和韧性的提高,但使抗磨能有降低。故要取合适的量。一般情况下,灰铸件硅含量在1.2%-3.0%,球墨铸件中硅在2.0%-3.0%.
三、猛是铸件重要元素之一,适量的猛,有助于生成纹理结构,增加坚固性和强度及耐磨性。
猛和硫一样都是稳定的化合物,是阻碍石墨化的元素,当与硫共存时,锰和硫的亲和力较大,会结合成MnS等化合物,在适当温度下,不仅无阻碍石墨化作用,还能中和硫,起着除硫作用。猛达到一事实上量时,能使铸件强度高、硬度高、密度高、耐磨等优点、此时硅量也相应提高。
四、磷是有害元素,被作为杂质对待。磷往往是影响铸件力学性能,尤其是使韧性和致密性降低,是造成铸件开裂的主要原因。因此磷应限制含量最好在0.04%以下。但是磷能提高硬度,必善耐磨性,在某些耐磨铸铁中,要加入磷,其目的是利用磷共晶的耐磨性
五、硫也是一种杂质,属有害元素。在铸造中,硫元素与Mn,Mg 等其它元素亲和力强,产生稳定的碳化物,阻碍石墨化,消耗铁液中的球化元素,形成MgS,MnS等残渣,由于硫的消耗作用使有效的残留球化元素含量过低则降低球化,还促进形成夹渣,皮下气孔等缺陷。在普通灰铁中,硫含量一般在0.02%-0.15%,在球墨铸铁中S≤0.02%,有时可视情况而定。
由此可见,铸铁实际上是一种以碳、硅、猛、硫、磷等元素为基础十分复杂的化学过程。其中碳、硅是最基本的成分,锰含量一般较低时影响不大,硫、磷常被看做是杂质,因此常加以限制。其中每种元素对铸铁的品质、凝固结晶、组织和性能均有一定的影响和作用。这就要求铸造者在铸造过程中应对五大元素进行合理配比,它是提高 铸件质量的一条途径。