球墨铸铁的化学成分课件

第六章球墨铸铁的化学成分山东大学材料科学与工程学院公志光2007年5月山东大学材料科学与工程学院第一节基本元素一、碳(一)碳对球墨铸铁铸造性能和球化效果的影响(P122)含碳量高，则析出的石墨数量多，石墨球数多，球径尺寸小，圆整度增加。提高含碳量可以减少缩孔体积，减少缩松面积可使铸件致密。大约碳在4.0%～4.3%的范围缩松倾向最小；含碳量过高，降低缩松的作用不明显，反而会出现严重的石墨漂浮。山东大学材料科学与工程学院第一节基本元素一、碳(二)碳对球墨铸铁力学性能的影响含碳量高，则石墨球数随之增加；因石墨呈球状，则含碳量对力学性能的影响就不如片状石墨的显著。因此含碳量对球墨铸铁力学性能的影响主要通过器对金属基体的影响起作用。山东大学材料科学与工程学院第一节基本元素一、碳(三)碳当量1.对流动性的影响碳当量对球墨铸铁流动性影响很大。提高碳当量可以增加球墨铸铁的流动性。在碳当量为4.6%～4.8%时，流动性最好，有利于浇注成型、补缩；碳当量继续增加，则流动性反而下降。2.对缩孔、缩松的影响随着碳当量的增加，缩孔体积不断增加；碳当量在4.2%左右时，缩孔体积最大。碳当量继续增加，缩孔体积反而减少。山东大学材料科学与工程学院第一节基本元素二、硅(一)硅对球墨铸铁基本组织的影响球墨铸铁由于硅的孕育作用，而使珠光体和铁素体的比例改变。硅在球墨铸铁中使铁素体增加的作用比灰铸铁要大。山东大学材料科学与工程学院第一节基本元素二、硅(二)硅对球墨铸铁力学性能的影响山东大学材料科学与工程学院第一节基本元素三、锰(一)锰对球墨铸铁基本组织的影响在球墨铸铁中，硫和氧已经在用镁或铈处理时被去除，或者结合成稳定的化合物。因此，少量的锰就可以作为合金元素而发挥作用。此时锰的作用就是形成碳化物和珠光体。山东大学材料科学与工程学院第一节基本元素三、锰(二)锰对球墨铸铁力学性能的影响无论是在铁素体基体，还是在珠光体基体的球墨铸铁中，锰都提高抗拉强度和屈服强度极限，同时也提高硬度。山东大学材料科学与工程学院第一节基本元素四、磷在球墨铸铁中，因其呈粥样的凝固方式，磷很容易偏析，当磷的质量分数接近0.1%时，就会出现体积分数为2%左右的磷共晶。磷共晶熔点低，在球墨铸铁凝固过程中一直保持液态，不断被共晶团所排挤，最后在共晶团边界凝固，由此，磷共晶呈多角状分布于共晶团边界，急剧恶化球墨铸铁的力学性能。山东大学材料科学与工程学院第一节基本元素五、硫生产实践表明，加入球化剂后，只有当铁液中硫降到0.02%(对于镁球墨铸铁)或0.03%(对于稀土镁球墨铸铁)以下，又有一定的残余镁量和稀土量，才能保证球化良好；减低元铁液含硫量是确保球化处理成功的前提，也是获得优质铸件的基础。为此可以在生产中采取的措施有：

采用低硫的金属炉料；采用含硫低的燃料；提高铁液温度，使之超过1450℃；采用碱性炉衬熔化铁液；采用炉外脱硫。山东大学材料科学与工程学院第二节合金元素一、铜铜对球墨铸铁基体组织的影响可以归结为：在共晶转变时，促进石墨化，可减少或消除游离渗碳体的形成；在共析转变时，促进珠光体的形成，可减少或完成一直铁素体的形成；提高淬透性；改善铸件断面组织与性能的均匀性；对基体固溶强化；对基体沉淀强化；不形成游离渗碳体，不与碳形成碳化物；呈负偏析，铜元素富积在共晶团内部。山东大学材料科学与工程学院第二节合金元素二、钼多用于上下贝氏体球铁生产；钼可以改变球铁的等温转变曲线；钼可以提高强度，更提高屈服强度。山东大学材料科学与工程学院第二节合金元素三、镍镍比铜的作用强烈，加入少量镍就可使球墨铸铁中的铁素体受