鑄鐵件中五大元素的作用！

   鑄件的常規(guī)元素分別是碳、硅、錳、硫、磷，這是我們常規(guī)的五大元素。直接影響鑄鐵件機(jī)械性能的重要因素。主要作用如下： 

   1、元素硅是鑄件中的有益元素，它和碳元素一樣，能促進(jìn)石墨化，以孕育劑的方式添加的硅作用更明顯。對(duì)于鑄態(tài)球磨鑄件，增加含硅量有雙重作用，一方面它使?jié)B碳體、珠光體、三元磷共晶減少，鐵素體增加，因而降低強(qiáng)度和硬度，改善鑄件塑性；另一方面硅固溶強(qiáng)化鐵素體，使屈服點(diǎn)和硬度提高；硅改善鑄造流動(dòng)性，增大凝固時(shí)體積膨脹；硅能改善耐熱、耐蝕性。增加硅量，特別是孕育硅量，能夠顯著的控制碳化物的數(shù)量，因此，硅是抑制中錳球墨鑄鐵白口傾向的元素。硅在范圍內(nèi)，有利于強(qiáng)度和韌性的提高，但使抗磨性能有所降低。故要取合適的量。一般情況下，灰鑄件硅含量在1.2%～3.0%，球墨鑄件中硅在2.0%～3.0%。

   2、元素碳是鑄鐵件中基本的成分。它是主要區(qū)分鋼或鐵的主要依據(jù)，含碳量大于1.7%是鐵，低于1.7%的稱為鋼，而且，在生產(chǎn)過程中，碳影響著鑄件的機(jī)械力學(xué)性能。在鑄造中碳會(huì)促進(jìn)石墨化，減小白口傾向，即減少滲碳體、珠光體、三元磷共晶，增加鐵素體，因而降低硬度改善加工性能；碳促進(jìn)鎂吸收率的提高；改善球化，以達(dá)到預(yù)期效果；碳能改善流動(dòng)性，增加凝固時(shí)的體積膨脹；碳提高吸振性，減摩性，導(dǎo)熱性。但碳含量過高引起石墨漂浮，惡化力學(xué)性能，過低又易產(chǎn)生縮孔松縮等缺陷。所以，對(duì)不同質(zhì)量要求的鑄件，合理選配碳含量一般是提高鑄件質(zhì)量的一種途徑，例如：灰鐵含碳量大多在2.6%～3.6%，球墨鑄鐵在3.5%～3.9%。碳對(duì)中錳球墨鑄鐵的力學(xué)性能影響不明顯，一般碳量高于3.9%時(shí)易出現(xiàn)石墨漂浮，影響鑄鐵質(zhì)量，碳低于3.0%時(shí)，不利于石墨化故一般控制碳量在3.0%～3.8%為宜。 

   3、元素錳是鑄件重要元素之一，適量的錳，有助于生成紋理結(jié)構(gòu)，增加堅(jiān)固性和強(qiáng)度及耐磨性。錳和硫一樣都是穩(wěn)定的化合物，是阻礙石墨化的元素，當(dāng)與硫共存時(shí)，錳與硫的親和力較大，會(huì)結(jié)合成MnS等化合物，在適當(dāng)溫度時(shí)，不僅無阻礙石墨化作用，還能中和硫，起著除硫作用。錳達(dá)到定量時(shí)，能使鑄件強(qiáng)度高、硬度高、密度高、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，此時(shí)硅量也相應(yīng)提高。錳易在共晶團(tuán)邊界產(chǎn)生偏析，鑄態(tài)下易生成碳化物，增加錳量，會(huì)惡化力學(xué)性能。因此錳的含量一般應(yīng)低。但是錳能穩(wěn)定奧氏體，促使形成奧氏體基體時(shí)，可成為弱磁性球墨鑄鐵，具有良好抗磨性。錳固溶于奧氏體中，與鐵形成置換式固溶體，并且，由于錳比鐵對(duì)碳具有更強(qiáng)的親和力，它組織碳從固溶體中擴(kuò)散和析出，起到了穩(wěn)定和擴(kuò)大奧氏體區(qū)的作用。 

    4、元素硫也是一種雜質(zhì)，屬有害元素。在鑄造中，硫元素與Mn、Mg等其他元素親和力強(qiáng)，產(chǎn)生穩(wěn)定的碳化物，阻礙石墨化，消耗鐵液中的球化元素，形成MgS、MnS等殘?jiān)?，由于硫的消耗作用使有效的殘留球化元素含量過低則降低球化，還促進(jìn)形成夾渣，皮下氣孔等缺陷。由于硫降低球化率，加快球化衰退以及形成夾渣等使力學(xué)性能下降或不穩(wěn)定。硫元素應(yīng)除去，應(yīng)該含量低。在普通灰鐵中，硫含量一般在0.02%～0.15%，在球墨鑄鐵中S≤0.02%，有時(shí)可視情況而定。

   5.元素磷是有害元素，被作為雜質(zhì)對(duì)待。磷往往是影響鑄件力學(xué)性能，尤其使韌性和致密性降低，是造成鑄件開裂的主要原因。因?yàn)榱自阼T件中溶解度很低。如P<0.05%時(shí)，固溶于鐵，對(duì)球墨鑄件力學(xué)性能沒有明顯的不良影響。在鑄鐵中磷是一個(gè)容易偏析的元素，當(dāng)鑄件中磷含量達(dá)到0.05%時(shí)，已有可能形成磷共晶，對(duì)大多數(shù)鑄件來說，磷共晶會(huì)增加鑄件脆性，嚴(yán)重惡化了力學(xué)性能。例如：在球墨鑄鐵中，磷量由0.04%～0.05%提高到0.2%，抗拉強(qiáng)度由800Mpa～850Mpa，降低到650Mpa～700Mpa，伸長(zhǎng)率由3.5%～4%下降到1.5%～2.0%。因此磷應(yīng)限制含量好在0.04%以下。但是磷能提高硬度，改善耐磨性，在某些耐磨鑄鐵中，要加入磷，其目的是利用磷共晶的耐磨性。   

   由此可見，鑄鐵件實(shí)際上是一種以碳、硅、錳、硫、磷等元素為基礎(chǔ)十分復(fù)雜的化學(xué)過程。其中碳、硅是基本的成分，錳含量一般較低時(shí)影響不大，硫、磷常被看做是雜質(zhì)，因此常加以限制。其中每一個(gè)元素對(duì)鑄鐵的品質(zhì)、凝固結(jié)晶、組織和性能均有影響和作用。這就要求鑄造者在鑄造過程中應(yīng)對(duì)五大元素進(jìn)行合理配比，它是提高鑄件質(zhì)量的一條途徑。