球墨鑄鐵鑄造時選定化學成分遵循什么原則?
一、確保石墨球化
高碳:球墨鑄鐵的含碳量通常較高,一般在3.0%至4.0%之間,也有說法認為需高于3.2%,以確保石墨能夠充分球化。高碳有助于石墨化過程,使得石墨以球狀形態析出,從而提高鑄鐵的機械性能。
殘留球化元素:為保證石墨球化,球墨鑄鐵中還需含有微量的殘留球化元素,如鎂和稀土。這些元素可以中和硫等反球化元素的作用,使石墨按球狀生長。
二、平衡其他元素含量
低硅:硅是強石墨化元素,但過高的硅含量會降低鑄鐵的韌性和沖擊韌性。因此,球墨鑄鐵中的硅含量通常控制在較低水平,一般在1.8%至3.2%之間,也有說法認為應低于2.8%,以保證有足夠的爐前硅(鐵)孕育量。
中錳:錳在球墨鑄鐵中主要起增加珠光體穩定性的作用,但過高的錳含量會提高韌脆性轉變溫度,降低韌性。因此,錳含量需適中,一般與灰鑄鐵相差不大,對于有特殊要求的鑄件,如以提高耐磨性為目的的中錳球鐵和貝氏體球鐵,錳含量可能有所不同。
低硫磷:硫和磷是鑄鐵中的有害元素,會降低鑄鐵的機械性能和耐腐蝕性。因此,球墨鑄鐵中的硫和磷含量需嚴格控制,一般要求硫含量小于0.06%,磷含量低于0.08%,對于重要鑄件,磷含量應更低至0.05%以下。
三、考慮碳當量和共晶度
碳當量:碳當量是根據各元素對共晶點實際碳量的影響,將這些元素的量折算成碳量的增減。球墨鑄鐵的碳當量一般選擇在共晶點附近,以改善鐵液的流動性、提高凝固時的石墨化膨脹和自補縮能力。但碳當量過高會引起石墨漂浮,因此需根據具體情況確定合適的碳當量范圍。
共晶度:共晶度是鑄鐵偏離共晶點的程度,與碳當量密切相關。通過調整化學成分,可以控制鑄鐵的共晶度,從而獲得所需的機械性能和鑄造性能。
綜上所述,球墨鑄鐵鑄造時選定化學成分需遵循確保石墨球化、平衡其他元素含量以及考慮碳當量和共晶度等原則。這些原則的制定旨在獲得具有優良機械性能和鑄造性能的球墨鑄鐵鑄件。
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