化學(xué)物質對球墨鑄鐵特性有何危害?
高(gāo)效的化學成分保證了鑄(zhù)件的優良性能,下麵是球墨鑄鐵的主要衝擊韌性元件(jiàn)。
成份選擇
1碳。
由於(yú)高純(chún)度石墨在球墨鑄(zhù)鐵管中呈(chéng)球狀,其含碳量對物理性能的影響不如灰口鑄鐵明顯。所以,含碳量對球(qiú)墨鑄鐵管物理性能的影響主要取決於其對基體金屬材料的危害。對球墨鑄鐵管而言(yán),增加碳(tàn)量可減少分散(sàn)珠光體。碳素含量達到3%時(shí),珠光體就會消退,3%以上(shàng)時,鐵素(sù)體就會出(chū)現在基體中。球墨鑄鐵(tiě)管石(shí)墨化硬化後,分散的(de)珠光體溶解,形成鐵素體基體。在這個時候,含碳量過高會危及到高純度(dù)石墨球的總數、直徑和光澤度。
實際性能。一般來說,增加碳含量(碳質量分數(shù)在3.2%以上)可以提高球墨(mò)鑄鐵管的衝擊韌性。用球墨鑄(zhù)鐵管製造碳(tàn)素製品時(shí),碳素含量一般為3.5%~3.8%。但是(shì),在生產球墨鑄鐵管的(de)過程中,要加入一定量的矽(guī),這就會(huì)引起碳素質量的變化。所以,球鐵管體的物理性質也(yě)必(bì)須考慮到碳的危害。對淬火高韌性球(qiú)墨鑄鐵管(guǎn)來說,適當提高碳的質量,有利於整個淬火過程(chéng)中基體組織中的(de)珠光體和鐵素體(tǐ)的溶解,增加鐵(tiě)素體機構數(shù),有利於韌性和塑性變形。尤其是,碳含量過高,很容易導致高純石墨浮起。為使其具有(yǒu)較(jiào)高的保證韌性(xìng),同時又不使其浮在水麵(miàn),必須選(xuǎn)擇合適(shì)的碳質種類。
2.矽
矽對韌性有雙重危害,既可增加鐵素體總量、增加韌性和塑性變(biàn)形,又可固溶強化鐵(tiě)素體基體,提高抗壓(yā)強(qiáng)度和(hé)強(qiáng)度(dù)。矽片質量(liàng)分數超過5%時,衝擊韌性值kα降低,灰度下降(jiàng)到正(zhèng)常灰度。韌性球磨鑄(zhù)鐵一般在超低溫-40℃下工作,其(qí)矽含量(liàng)不得超過2.7%。所以在碳含量(liàng)明確的標準下,盡可能采用高碳鋼(gāng)進行(háng)低矽方案,有利於(yú)提高(gāo)韌性。
3.磷
磷是生鐵中的長存原素,由於其對球磨鑄鐵物理性能,尤其是衝擊韌性和(hé)塑性變形有顯著的負作用,一直被認為是有害存原素。結果表明,由於碳化物團錯位所致的磷碳化(huà)物脆相的存(cún)在,使球墨鑄件的物理性能大(dà)大惡化,而磷阻止了鐵素體的溶解(jiě),從而使球墨合金的韌性降低;其次,磷阻(zǔ)止了(le)鐵素體的溶解(jiě),從而使球墨合金(jīn)的韌性降低。磷質分數每增加0.01%,其延性變溫溫(wēn)度將升高約(yuē)4.5℃。當(dāng)磷質分(fèn)數大於0.16%時,延性變溫已高於(yú)室內溫度,衝擊斷(duàn)裂麵將出現(xiàn)脆(cuì)性斷裂。磷(lín)質(zhì)分數每增加0.01%,塑性變溫溫度則增加4.5℃。超低溫(-40℃)工作鑄件的(de)含磷量應小於0.07%,常溫工作鑄件的含磷量(liàng)應小於0.1%。熱分析表(biǎo)明,生產高韌性球磨鑄鐵時,低磷是必須(xū)的。