化学成分对球墨铸铁冲击韧度的影响
2010-10-09 15:21:00 来源:
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碳和硅
对铸态球墨铸铁来说,增加含碳量可以减少游离渗碳体,碳的质量分数接近3%时,渗碳体消失;超过3%时,开始出现铁素体。球墨铸铁退火后,游离渗碳体分解,基体组织为铁素体,此时,碳通过石墨球数量、球径大小及其圆整度的变化来影响力学性能,一般提高含碳量(碳的质量分数高于3.2%)可以增加冲击韧度。在球墨铸铁的生产中,碳的质量分数范围一般为3.5%一3.8%。
硅对韧性的影响有两重性,既能增加铁素体的数量,提高韧性和塑性,又能固溶强化铁素体基体,增加强度和硬度]。当硅的质量分数超过5%以上时,冲击韧度ax下降,以至降低到普通灰铸铁的水平。一般在低温(-40cc)下工作的韧性球墨铸铁中的含硅量不应超过2.7%。
锰
锰对球墨铸铁的冲击韧度和脆性转变温度都有特别不利的影响。锰阻碍渗碳体和珠光体的分解,对铁素体球墨铸铁而言,每增加0.1%的Mn,脆性转变温度提高10~12cc,常温冲击吸收功也降低。对于等温淬火贝氏体球墨铸铁,如含锰量由0.07%增加到0.74%,冲击吸收功由78.5J降低到36.3J。对于高韧性球墨铸铁,应尽量限制含锰量,铸态高韧性球墨铸铁锰量应低于0.4%,退火高韧性球墨铸铁锰量应低于0.6%。
磷
磷对球墨铸铁韧性的影响极为明显,主要原因是共晶团晶界产生的磷共晶脆相,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,使球墨铸铁韧性下降。根据我国生铁情况,低温(-40cc)下工作的铸件含磷量应低于0.07%,常温下工作的铸件含磷量应低于0.1%。
硫
硫随金属炉料、燃料带入球墨铸铁中,其数量对球化效果影响很大。硫量过高影响球化稳定,而且形成较多硫化物等夹杂,严重影响韧性。在生产中,可采取炉外脱硫、使用低硫金属炉料、使用含硫低的燃料等措施降低原铁液含硫量。
铜
铜是稳定珠光体的元素,随着含铜量的增加,球墨铸铁的冷脆转变温度升高,并且冲击韧度值下降,一般高韧性球墨铸铁要求含铜量低于0.3%。
镍
镍可提高球墨铸铁的强度和冲击韧度,镍强化铁素体,每加入质量分数为0.5%的镍,可使铁素体基体的球墨铸铁的屈服强度提高18MPa,镍降低脆性转变温度,含镍球墨铸铁在低温下具有更高的冲击韧度。
铈
铈成分的增加会促进铁素体生成,增加石墨球数量,从而改善球墨铸铁的冲击性能一。用高铈稀土合金处理的铁水球化孕育效果大大加强、石墨球数量多,从而改善球墨铸铁的性能。
对铸态球墨铸铁来说,增加含碳量可以减少游离渗碳体,碳的质量分数接近3%时,渗碳体消失;超过3%时,开始出现铁素体。球墨铸铁退火后,游离渗碳体分解,基体组织为铁素体,此时,碳通过石墨球数量、球径大小及其圆整度的变化来影响力学性能,一般提高含碳量(碳的质量分数高于3.2%)可以增加冲击韧度。在球墨铸铁的生产中,碳的质量分数范围一般为3.5%一3.8%。
硅对韧性的影响有两重性,既能增加铁素体的数量,提高韧性和塑性,又能固溶强化铁素体基体,增加强度和硬度]。当硅的质量分数超过5%以上时,冲击韧度ax下降,以至降低到普通灰铸铁的水平。一般在低温(-40cc)下工作的韧性球墨铸铁中的含硅量不应超过2.7%。
锰
锰对球墨铸铁的冲击韧度和脆性转变温度都有特别不利的影响。锰阻碍渗碳体和珠光体的分解,对铁素体球墨铸铁而言,每增加0.1%的Mn,脆性转变温度提高10~12cc,常温冲击吸收功也降低。对于等温淬火贝氏体球墨铸铁,如含锰量由0.07%增加到0.74%,冲击吸收功由78.5J降低到36.3J。对于高韧性球墨铸铁,应尽量限制含锰量,铸态高韧性球墨铸铁锰量应低于0.4%,退火高韧性球墨铸铁锰量应低于0.6%。
磷
磷对球墨铸铁韧性的影响极为明显,主要原因是共晶团晶界产生的磷共晶脆相,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,使球墨铸铁韧性下降。根据我国生铁情况,低温(-40cc)下工作的铸件含磷量应低于0.07%,常温下工作的铸件含磷量应低于0.1%。
硫
硫随金属炉料、燃料带入球墨铸铁中,其数量对球化效果影响很大。硫量过高影响球化稳定,而且形成较多硫化物等夹杂,严重影响韧性。在生产中,可采取炉外脱硫、使用低硫金属炉料、使用含硫低的燃料等措施降低原铁液含硫量。
铜
铜是稳定珠光体的元素,随着含铜量的增加,球墨铸铁的冷脆转变温度升高,并且冲击韧度值下降,一般高韧性球墨铸铁要求含铜量低于0.3%。
镍
镍可提高球墨铸铁的强度和冲击韧度,镍强化铁素体,每加入质量分数为0.5%的镍,可使铁素体基体的球墨铸铁的屈服强度提高18MPa,镍降低脆性转变温度,含镍球墨铸铁在低温下具有更高的冲击韧度。
铈
铈成分的增加会促进铁素体生成,增加石墨球数量,从而改善球墨铸铁的冲击性能一。用高铈稀土合金处理的铁水球化孕育效果大大加强、石墨球数量多,从而改善球墨铸铁的性能。
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