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铸铁中微量元素的作用 时间:2015-08-14 点击量: 在铸铁中会存在许多含量微少的元素,会对铸件的金相组织和机械性能产生很大影响。一些微量元素是有意加入的,而另一些则来自原材料的杂质合金。一些元素是有益的,特别是在灰铁中,但另一些元素非常有害,必须尽量避免。下表列出这些元素的通常来源、起作用时候的含量以及它们的一般影响。一些元素的作为主要合金元素使用(例如铬)不在下表的内容中。
 
利用铸造模拟软件(如ProCAST)中的热物理数据库可以模拟各种合金元素在铸件凝固、冷却过程中形成的对金相、机械性能和铸造性能的综合影响。
 
元素 通常来源 正常含量(%) 对铸铁件的影响
铝镇静钢炉料,孕育剂,铁合金,轻合金零件,有意加入的铝。 不超过0.03 大约0.005%的含量时,会促进针孔的形成。可以中和氮。促进熔渣的形成。当含量大于0.08%时对球铁有害。可以被稀土元素铈中和。强稳定石墨元素。
废钢,瓷釉,轴承,有意加入的锑。 不超过0.02 强烈促进珠光体和碳化物形成。在缺少稀土的情况下,降低球化率。
生铁,废钢。 不超过0.05 强烈促进珠光体和碳化物形成。改善石墨球形状。
含钡孕育剂。 不超过0.003 促进石墨成核与减慢石墨化衰退。
有意加入,含铋的砂型涂料。 很少超过0.01 促进白口和不良石墨形成。在含有稀土(铈)的球铁中增加石墨球数量;过多的石墨球数量会造成缩孔问题。
磁釉废料,有意加入的FeB。 不超过0.01 超过5ppm的硼会促进铁素体。超过10ppm的硼会促进碳化物的生成,特别是在球铁中。20ppm的硼会改善可锻铸铁的退火。
铁合金,球化剂,孕育剂。 不超过0.01 改善石墨球的球化。促进石墨成核。减少激冷倾向,促进石墨化。
大多数镁合金,或者以铈镧稀土合金加入的合金,或者其它稀土来源。 不超过0.02 通常不在灰铁中使用。在球铁中抑制有害合金的作用。改善石墨的球化。由于会偏析,所以是碳化物稳定元素。

 
合金钢,铬板,某些生铁,铬铁。 不超过0.3 促进白口和珠光体。提高强度。在球铁中,0.05%的铬会造成偏析。
工具钢 不超过0.02 对球铁没有大的影响。
铜线,铜基合金,废钢,有意加入的铜。 不超过0.5 促进珠光体。提高强度。在球铁中超过0.05%会产生偏析。
潮湿的耐火材料,砂型材料,潮湿的添加物。   促进皮下针孔形成。具有温和的促白口作用。当没有足够的锰来中和硫时,促进反白口的形成。促进粗大石墨。
油漆,磁釉材料,易切削钢,铅锡合金钢板,钎焊材料,汽油发动机沉淀物。 不超过0.005 造成灰铁中钉状或不良石墨,当铅含量超过0.004%时,严重降低了材料强度。促进珠光体和碳化物。造成不良石墨球形成。在球铁中,可以用稀土(铈)中和铅对石墨的作用。
加入的镁合金 0.03-0.08 促进球铁中球状石墨。球铁中起到稳定碳化物作用。不在灰铁中使用。
大多数生铁,废钢,加入的锰铁合金块。 0.2-1.0 通过形成MnS中和硫。促进珠光体,在球铁中形成碳化物偏析。在高硫条件下,高锰含量促进气孔形成。
精炼生铁,合金钢,钼铁添加物。 不超过0.1 温和地促进珠光体。提高强度。会促进缩孔和碳化物。
 
镍板,废钢,精炼铁,镍镁合金。 不超过0.5 低含量起到的作用较小。高含量起到石墨化作用。
焦炭,增碳剂,砂芯粘结剂,废钢,氮化的锰铁添加物。 不超过0.015 促进蠕状石墨。促进珠光体,提高强度。高含量会在灰铁铸件厚大部位造成裂隙缺陷。可以用铝、钛、锆中和。对球铁的作用较小。
磷生铁,FeP添加物。 不超过0.1 提高碳当量,提高金属液流动性,形成磷共晶。球铁中超过0.05%的含量对材料有害。超过0.04%的含量会造成机械粘砂。
硅铁合金,废钢,生铁。 0.8-4.0 促进石墨化,减少白口,稳定铁素体,提高可铸造性能。
焦炭,增碳剂,废铁,硫化铁添加物。 不超过0.15(灰铁) 除非被锰中和,对材料金相和机械性能非常有害。提高灰铁对孕育处理的反应。在球铁中会增加镁的需求数量。在球铁中要低于0.03%。
含锶孕育剂。 不超过0.003 在灰铁和球铁中提高石墨化成核。在灰铁中减少白口倾向。
易切削铜,铸型涂料,热分析样杯。 不超过0.003 强烈地促进白口。造成各种不良石墨。在0.0003%含量下会产生作用。球铁中,影响可以被镁和铈的组合减轻。
钎焊材料,镀锡的钢板,锡青铜零件,有意加入的锡。 不超过0.15 强烈地促进珠光体。提高强度。超过0.08%时会使球铁脆化。无其它害处。
某些生铁,某些油漆、磁釉材料,蠕墨铸铁回炉料,钛添加物或钛铁添加物。 不超过0.10 灰铁中中和氮。由于铝的作用,会促进氮针孔的形成。灰铁中促进过冷石墨。蠕铁中抑制球状石墨形成。
高速工具钢。 不超过0.05 较少大量出现。温和的珠光体促进元素。
废钢,工具钢,某些生铁,钒铁添加物。 不超过0.10 促进白口。细化片状石墨。显著提高强度。

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