球墨铸铁件黄金选择原则.docx

1、球 墨 铸 铁 化 学 成 分 主 要 包 括 碳、硅、锰、硫、磷 5 大 常 见 元 素。对 于 一 些 对 组 织 及 性 能 有 特 殊 要 求 的 铸 件，还 包 括 少 量 的 合 金 元素。同 普 通 灰 铸 铁 不 同 的 是，为 保 证 石 墨 球 化，球 墨 铸 铁 中 还 须含 有 微 量 的 残 留 球 化 元 素。1.碳 及 碳 当 量 的 选 择 原 则碳 是 球 墨 铸 铁 的 基 本 元 素，碳 高 有 助 于 石 墨 化。由 于 石 墨 呈 球 状后 石 墨 对 机 械 性 能 的 影 响 已 减 小 到 最 低 程 度，球 墨 铸 铁 的 含 碳 量一 般 较

2、 高，在 3.5%3.9%之 间，碳 当 量 在 4.1%4.7%之 间。铸 件 壁 薄、球 化 元 素 残 留 量 大 或 孕 育 不 充 分 时 取 上 限；反 之，取下 限。将 碳 当 量 选 择 在 共 晶 点 附 近 不 仅 可 以 改 善 铁 液 的 流 动 性，对 于 球 墨 铸 铁 而 言，碳 当 量 的 提 高 还 会 由 于 提 高 了 铸 铁 凝 固 时 的石 墨 化 膨 胀 提 高 铁 液 的 自 补 缩 能 力。碳 含 量 过 高，会 引 起 石 墨 漂浮。因 此，球 墨 铸 铁 中 碳 当 量 的 上 限 以 不 出 现 石 墨 漂 浮 为 原 则。2.硅 的 选

3、择 原 则硅 是 强 石 墨 化 元 素。在 球 墨 铸 铁 中，硅 不 仅 可 以 有 效 地 减 小 白 口倾 向，增 加 铁 素 体 量，而 且 具 有 细 化 共 晶 团，提 高 石 墨 球 圆 整 度的 作 用。硅 提 高 铸 铁 的 韧 脆 性 转 变 温 度，降 低 冲 击 韧 性，因 此 硅含 量 不 宜 过 高，尤 其 是 当 铸 铁 中 锰 和 磷 含 量 较 高 时，更 需 要 严 格控 制 硅 的 含 量。球 墨 铸 铁 中 终 硅 量 一 般 在 1.4%3.0%。选 定 碳当 量 后，一 般 采 取 高 碳 低 硅 强 化 孕 育 的 原 则。硅 的 下 限 以 不

4、 出 现自 由 渗 碳 体 为 原 则。球 墨 铸 铁 中 碳 硅 含 量 确 定 以 后，成 分 设 计 基本 合 适。如 果 高 于 最 佳 区 域，则 容 易 出 现 石 墨 漂 浮 现 象。如 果 低于 最 佳 区 域，则 容 易 出 现 缩 松 缺 陷 和 自 由 碳 化 物。3.锰 的 选 择 原 则由 于 球 墨 铸 铁 中 硫 的 含 量 已 经 很 低，不 需 要 过 多 的 锰 来 中 和 硫，球 墨 铸 铁 中 锰 的 作 用 就 主 要 表 现 在 增 加 珠 光 体 的 稳 定 性，促 进 形成(Fe、Mn)3C。这 些 碳 化 物 偏 析 于 晶 界，对 球 墨 铸

5、 铁 的 韧 性 影响 很 大。锰 也 会 提 高 铁 素 体 球 墨 铸 铁 的 韧 脆 性 转 变 温 度，锰 含 量每 增 加 0.1%，脆 性 转 变 温 度 提 高 10 12。因 此，球 墨 铸 铁 中锰 含 量 一 般 是 愈 低 愈 好，即 使 珠 光 体 球 墨 铸 铁，锰 含 量 也 不 宜 超过 0.4%0.6%。只 有 以 提 高 耐 磨 性 为 目 的 的 中 锰 球 铁 和 贝 氏 体球 铁 例 外。4.磷 的 选 择 原 则磷 是 一 种 有 害 元 素。它 在 铸 铁 中 溶 解 度 极 低，当 其 含 量 小 于0.05%时，固 溶 于 基 体 中，对 力 学

6、 性 能 几 乎 没 有 影 响。当 含 量 大于 0.05%时，磷 极 易 偏 析 于 共 晶 团 边 界，形 成 二 元、三 元 或 复 合磷 共 晶，降 低 铸 铁 的 韧 性。磷 提 高 铸 铁 的 韧 脆 性 转 变 温 度，含 磷量 每 增 加 0.01%，韧 脆 性 转 变 温 度 提 高 4 4.5。因 此，球 墨铸 铁 中 磷 的 含 量 愈 低 愈 好，一 般 情 况 下 应 低 于 0.08%。对 于 比 较重 要 的 铸 件，磷 含 量 应 低 于 0.05%。5.硫 的 选 择 原 则硫 是 一 种 反 球 化 元 素，它 与 镁、稀 土 等 球 化 元 素 有 很 强 的 亲 合力，硫 的 存 在 会 大 量 消 耗 铁 液 中 的 球 化 元 素，形 成 镁 和 稀 土 的 硫化 物，引 起 夹 渣、气 孔 等 铸 造 缺 陷。球 墨 铸 铁 中 硫 的 含 量 一 般 要求 小 于 0.06%。6.球 化 元 素 的 选 择 原 则工 业 上 使 用 的 球 化 元 素 主 要 是 镁 和 稀 土。镁 和 稀 土 元 素 可 以 中 和硫 等 反 球 化