PDF《如何 稳定 灰铸铁 中的珠 光体 组织（ 待续）》

国外 科技蚨道机车车辆工人 第6期2001年6月 如何 稳定 灰铸铁 中的珠 光体 组织( 待续) [ 美国1友 铸铁研 究委 员会 A F S灰铸 铁部 在铸件 生产中,加入 到灰 铸铁 中的合金元 素根 据其 功 能可 分 为四大类 : 石 墨化元 素、碳化 物形成 元素、稳定珠 光体 元素及 细 化珠 光体 元素.

元 素碳 ( C ) 、 硅(si)、铝(A1)、钛(Ti)、铜( C u ) 、 和镍(Ni)在铸 铁凝固时 能促 使石墨的形成 , 被认 为是 石墨化 元素.但 这些 元素的作 用太小并不相同,cu的石 墨化能力只有s的005%,Ni 和Cu具 有石墨化及细化珠光体的双重功能,而细化珠 光体 的功 能是主要的,因此 被认 为是 稳定珠光体的元 素.由于 锡(Sn)、锑(Sb)、锰(Mn ) 、 钼(Mo ) 、 铬(Cr)、钒(V) 、 和铌 ( N b ) 能延缓石墨 的析 出 和增 加形 成渗碳 体倾 向,而被划 分 为碳 化物形成 元素.其 中一 些元素如钼(Mo ) , 也具有双 重作 用,因为 它还能 细化 珠光体:当钼 含量O

8 %时,是碳 化物形 成元 素.人们在熔 融 灰铸 铁中,有意识 地加入 一些 合金元 素,来促进 珠光 体 的形 成、细化珠 光体 组 织和 提高它 的稳 定性.由铁 素体 和碳化物薄 片交 替排列的细珠 光 体层状 组织 能增 加铸铁 的硬 度和 强度 . 珠 光体片层 的粗 细取 决 于奥 氏体的冷 却速 度 .缓 慢 的冷却 速 度有 利于 形 成粗 片状的珠 光体 组织;

快速冷却则容 易形 成 细珠光 体 .例如 , 铸 件从较 高 的落砂 温度 , 如1700t(927℃) 开始冷 却,会比较低 落砂 温度如1400下 (

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0 T ~ ) 冷却产生硬 度更 高、组织更细 的珠 光体组织 . 在奥氏体 区域 缓 慢冷 却 的条 件下某 些台金 元素 能使 铸件 形 成细 珠光体 组织.C r ( 0.

1 % 一0.

6 % ) 及V(

0 .

1 % 一0 .

4 %) 是有效的常 用珠光体 形 成元 素. M o ( 0.

1 % 一0 .

8 %) 及Ni(0.1%一1

5 %) 则是常用的珠 光 体稳 定元素. 由于某 些元 素 能有 效 地促进 珠光 体 的形 成,而另一些 元 素对 促进珠光 体的细化和稳 定更有 效,因此 要使铸件获得 最佳性能,应同时包含上逮 两类元素,并采用合适的落砂温度.关于台金元 素cr、V、 ‰ 和Ni的作用 , 很多文献都 有报道 .为 了使铸 造工作者更好地理解sb、Cu、Mn 、 Nh和sn在 灰铸铁生产中的作用,奉文将对通过文 献检 索得 到 的各种 结果 及舍金 元 素稳 定灰铸 铁 中珠 光 体组 织的机 理进行讨论23 ― 维普资讯 http://www.cqvip.com 国外 科技铁道机车车辆工人 第 6期

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0 1 年 6月 灰铸铁中的锰 在灰铸铁中加入Mr t 的作用及必要性在于它能与硫(s)形成对性 能无 害 的蓝灰 色硫化 锰(Mn S ) 夹杂物,从而稳定了硫(s)元素.硫 化锰夹杂物随机分布在金属基体上,能有助于提 高 铸铁 的切 削性 能(提高切削刀具 的寿命 ) . 锰的存在防止了硫化铁(FeS)的形成,硫化铁的熔 点只有2180oF,(1193oc) , 而硫化图1560x粗 片就 珠 光体 , 片 间距

0 .

0 0

5 0

8 它是由于 稳定珠光体元素的音量低.而硅音量在允许值的上限所造成锰为2948下 (

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2 O o c) .阻碍硫 化铁的形成 就能防止 由它产生 的脆 性,它以晶粒或共晶的晶界相形式存在.使铸件产生脆性、热脆和残余应力.陈了能 与硫结 合外 , 通 常认 为锰在灰铸铁 内还起 稳定珠光 体 的作 用或者象 在锅 中的锰那 样,具有促 进珠 光体 形成的作用 大 多数灰 铸 铁牌 号中都有意加 入 了锰 .事实上 所有 其它类 型的铸铁 中也都 有 残存 的锰 元素 .在 大多数 铸铁 配 料中都有锰 元素,它作 为台金 元 素在 钢 中的使用 量 也不 断增加.锰 在奥氏体中的 固溶 强化 作用 馓 乎其 微,在铁 素体中也 只有 中等 的作 用 .锰 大 大延 缓了奥 氏体 转变 为铁 素 体的过 程,使得可热处理 钢 和铸 铁具有更 好 的淬透 性 .锰还 能 降低相 变温 度和共析点碳 浓度 .锰 是提 高淬透性 性 能价格 比最 高 的台金 元素 . 通过一系列的研 究表明:硫对石墨片形核和长大所起的关键作用得到了证 实 和记 载.这项研 究 工作是 重新认识 铸铁 中的石 墨 片尺 寸 的开 端.能通过对 铸造 过程 的控制来 获得 一致 和可重现 的灰铸铁 .要 得到片状 石墨组 织 的灰 铸铁 , 硫 的最 低含量根据 当前 的标 准为 O.