知识篇——厚大断面铸态铁素体球铁件,化学成分控制技术要点 .pdfVIP

知识篇——厚大断面铸态铁素体球铁件，化学成分控制技术要

点

(1）C、Si、CE的选择

当含碳量在3.2%～3.8%范围内变化时，对力学性能无明显的影响。

过程中确定碳硅含量时，主要考虑保证铸造性能，将碳当量选择在共

晶成分左右。具有共晶成分的铁液的流动性能最好，形成集中缩孔的

倾向大，铸件组织的致密度高。碳当量过高时容易产生石墨漂浮的同

时，一定程度上对球化有影响，主要表现在要求残余Mg高。使铸铁

中夹杂物的数量增多，降低铸铁性能。

硅球墨铸铁中使铁素体增加的作用比灰铸铁大，所以硅含量的高

低，直接影响球墨铸铁基体中的铁素体量。硅在球墨铸铁中对性能的

影响很大，主要表现在硅对基体的固溶强化作用的同时，硅能细化石

墨，提高石墨球的圆整度。所以球铁中的硅含量的提高，很大程度上

提高强度指标，降低韧性。球墨铸铁经过球化处理过的铁液有较大的

结晶过冷和形成白口倾向，硅能够减少这种倾向。硅量控制过高，大

断面球铁中促使碎块状石墨的生成，降低铸件的力学性能。球墨铸铁

中硅以孕育的方式加入，一定程度上提高性能。

从改善铸造性能的角度出发，铁水的碳当量选在共晶点附近最好，

此时铁水的流动性最好，集中缩孔倾向较大，易于补缩等。碳当量过

高会引起石墨漂浮，石墨漂浮层的厚度会随着碳当量的增加而加厚。

应当指出，碳当量太高是产生石墨漂浮的主要原因，不是唯一的原因，

铸件大小、壁厚、浇注温度也是一些重要因素。碳当量、铸件壁厚和

石墨漂浮三者的关系，显然铸件壁薄碳当量可以选择得高一些，不会

出现石墨漂浮，相反厚大铸件的碳当量应当选得低些。总之碳当量上

限以不出现石墨漂浮为原则，下限以不出现渗碳体，保证完全球化为

准，在这样的前提下，应尽可能提高碳当量以便获得致密的铸件。

(2)锰（Mn）

锰在球墨铸铁中起的作用与灰铸铁不同。灰铸铁中，锰除了强化

铁素体和稳定珠光体外，还能减少硫的危害作用。球墨铸铁中，球化

元素具有很强的脱硫能力，锰不再具有这种作用。由于锰具有严重的

正偏析倾向，富集于共晶团晶界处，促使形成晶间碳化物，显著降低

球墨铸铁的韧性。对厚大断面球铁来说，锰的偏析倾向更严重。同时

锰含量的提高，基体中的珠光体含量提高，所以提高了强度指标的同

时，降低韧性。对高韧性球墨铸铁中锰含量控制应更严格。因此，

在原材料可能的情况下Mn越低越好。对与大型铸件锰的控制上限为

Mn0.3%。

(3）磷磷在球墨铸铁中有严重的偏析倾向，易在晶界处形成磷共

晶，严重降低球墨铸铁的韧性。磷还增大球墨铸铁的缩松倾向。当要

求球墨铸铁有高的韧性时，应将磷控制在0.06%以下。

(4）硫球墨铸铁中的硫与球化元素有很强的化合能力，生成硫化

物和硫氧化物，不仅消耗球化剂，造成球化不稳定，而且还使夹杂物

数量增多，球化衰退速度加快。熔炼中硫涉入从增碳剂中，过程控制

尽可能降低原材料中硫含量的同时，采取炉前脱硫措施。用RE—Mg

合金处理后，一般硫的残留量S0.02%，这对球化衰退和硫化物夹

渣都没有影响，当原铁水中的S0.02%时，必须采用脱硫处理。

(5）钼

Mo提高了材料的高温强度和常温强度，由于的使用，容易形成一

定量的珠光体和碳化物，降低韧性，对于有Mo合金化的球墨铸铁，

材料规范要求Mo含量0.3%～0.7%控制。

(6）镁和稀土的含量镁是主要的球化元素，稀土具有脱硫，中和

反球化元素，对Mg具有保护作用提高铁水的抗衰退能力。稀土元素

是碳化物形成元素，保证球化良好尽可能控制稀土的残留量。RE

残

0.01%～0.04%，Mg0.03%～0.06%时可以保证球化。

残

根据分析计算，最终确定化学成份为：C：3.3