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?微量元素对铸件材料性能的影响

微量元素对铸件材料性能的影响

    以往我们在熔炼过程中只注意常规五大元素对灰铸铁材质的影响，而对其它一些微量元素的作用仅仅只是一个定性的认识，却很少对他们进行定量的分析讨论，近年来，由于铸造技术的进步，熔炼设备也在不断的更新，冲天炉已逐渐被电炉所代替。电炉熔炼固然有其冲天炉的优点，但电炉熔炼也丧失了冲天炉熔炼的一些优点，这样一些微量元素对铸铁的影响也就反映出来。由于冲天炉内的冶金反应非常强烈，炉料是处于氧化性的气氛中，绝大部分都被氧化，随炉渣一起排出，只有一少部分会残留在铁水中，因此一些对铸件有不利影响的微量元素通过冲天炉的冶金过程，一般不会对铸铁形成不利影响。在冲天炉的熔炼过程中，焦炭中的氮和空气中的氮气（N2）在高温下，一部分分解会以原子的形式溶入铁水中，使得铁水中的氮含量相对很高。

    据统计自电炉投产以来，由于铅含量高造成的废品和因含铅量太高无法调整而报废的铁水不下百吨，而因含氮量不足造成的不合格品数量也相当高，给公司造成很大的经济损失。

在我们的电炉熔炼经验和理论基础上，我认为在电炉熔炼过程中微量元素主要有N、Pb、Ti，这些元素对灰铸铁的影响主要有以下几方面：铅

    当铁水中的铅含量较高时（>20PPm），尤其是与较高的含氢量相互作用，在厚大断面的铸件很容易形成魏氏石墨，这是因为树脂砂的保温性能好，铁水在铸型中冷却较慢，（对厚大断面这种倾向明显，）铁水处于液态保温时间较长，由于铅和氢的作用使铁水凝固比较接近于平衡状态下的凝固条件。当这类铸件凝固完毕，继续冷却时，奥氏体中的碳要析出，成为固态下的二次石墨。在正常情况下，二次石墨仅使共晶石墨片增厚，这对力学性能不会产生很大影响。但含氮和氢量高时，会使奥氏体同晶面上石墨表面能降低，使二次石墨沿着奥氏体晶面长大，伸入金属基体中，在显微镜下观察，在片状石墨片的侧面长出许多象毛刺一样的小石墨片，俗称石墨长毛，这就是魏氏石墨及形成原因。在铸铁中的铝能促使铁液吸氢，而增加其氢含量，因此铝对魏氏石墨的形成，也有间接的影响。

    当铸铁中出现魏氏石墨时，对其力学性能影响很大，尤其是强度、硬度，严重时可降低50%左右。

?铸件淬火的目的

铸件淬火的目的：

1）提高金属成材或零件的机械性能。例如：提高工具、轴承等的硬度和，提高弹簧的弹性，提高轴类零件的综合机械性能等。

2）某些钢的材料性能或化学性能。如提高不锈钢的耐蚀性，增加磁钢的永磁性等。

淬火冷却时，除需合理选用淬火介质外，还要有正确的淬火方法，常用的淬火方法，主要有单液淬火，双液淬火，分级淬火、等温淬火，局部淬火等。

?灰铁铸件的5大性能

灰铁铸件的5大性能如下：

　　1.具有良好的铸造和切削加工性，其熔炼比较方便，融化温度较低。

　　2.具有良好的导热性能，用灰铁铸件制作内燃机上的汽缸体，汽缸盖时，可到处大量的热量，这中良好的导热性低于在高温下工作的机电设备是很重要的。

　　3.具有良好的减震性，既能的吸收机器振动的能量，从而起到阻尼的作用，这也是灰铁铸件一项很重要的性能。

　　4.具有片状石墨，在基体上起到切口的作用，因而使得灰铁铸件作为结构金属材料不具有切口敏***。

　　5.具有良好的润滑性能，灰铁铸件制作机电设备上经受滑动摩擦的零件时，具有良好的减磨性能。