基体为铁素体的球墨铸铁五大元素的影响
铸铁的基本元素的作用及对组织性能的影响
铸铁的基本元素的作用及对组织性能的
影响
铸铁的基本元素为 碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)五大元素。
五大元素对铸铁组织性能的影响
(1)、碳本身就是构成石墨的元素 在铸铁中是促进石墨化元素。
但碳量过高 力学性能降低。
(2)、硅是强烈促进石墨化元素 但硅量过高 易使石墨粗大 力学性能降低 若含硅量过低;则易出现麻口或白口组织。
(3)、硫在铸铁中是有害元素 它以FeS的形式完全溶解于铁液中 并能降低碳在铁中的溶解度。
此外 硫在铸铁中还能恶化铸铁的铸造性能 当铁液中存在有大量硫化物时 就会降低铁液的流动性 补缩性能差 容易产生裂纹等缺陷。
因此 在灰铸铁中一般将含硫量限制在0.1-0.12%以下。
(4)、锰在铸铁中首先表现出抵消硫的一些有害作用上 因此铸铁中含有适量的锰是有益的。
通常锰的含量应控制在06-1.2%范围内。
(5)磷能增加铁水的流动性和提高铸铁的耐磨性 即铸铁的硬度随着含磷量的增加而增高 韧性则降低。
因此 普通灰铸铁中一般将含磷量限制在0.3%以下。
磷对铸铁的石墨化影响不大。
硅碳比：0.52—0.65
锰硫比：7—12。
球墨铸铁中所含的化学成分及其含量对性能的影响审批稿
球墨铸铁中所含的化学成分及其含量对性能的影响YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】球墨铸铁简介：球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。
球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。
球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。
所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。
析出的石墨呈球形的铸铁。
球状石墨对金属基体的割裂作用比片状石墨小，使铸铁的强度达到基体组织强度的70～90％，抗拉强度可达120kgf/mm2，并且具有良好的韧性。
球墨铸铁除铁外的化学成分通常为：含碳量～％，含硅量～％，含锰、磷、硫总量不超过％和适量的稀土、镁等球化剂。
制造步骤：（一）严格要求化学成分，对原铁液要求的碳硅含量比灰铸铁高，降低球墨铸铁中锰，磷，硫的含量（二）铁液出炉温度比灰铸铁更高，以补偿球化，孕育处理时铁液温度的损失（三）进行球化处理，即往铁液中添加球化剂（四）加入孕育剂进行孕育处理（五）球墨铸铁流动性较差，收缩较大，因此需要较高的浇注温度及较大的浇注系统尺寸，合理应用冒口，冷铁，采用顺序凝固原则（六）进行热处理球墨铸铁中所含的化学成分及其含量对性能的影响球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷五种元素。
对于一些对组织及性能有特殊要求的铸件，还包括少量的合金元素。
为保证石墨球化，球墨铸铁中还须含有微量的残留球化元素。
以下就球墨铸铁中所含的化学成分及其含量对性能的影响做详细的阐述：1、碳的作用和影响：碳是球墨铸铁的基本元素，碳高有助于石墨化。
由于石墨呈球状后石墨对机械性能的影响已减小到最低程度，球墨铸铁的含碳量一般较高，在～%之间，碳当量在～%之间。
球墨铸铁中所含的化学成分及其含量对性能的影响
球墨铸铁中所含的化学成分及其含量对性能的影响球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷五种元素。
对于一些对组织及性能有特殊要求的铸件，还包括少量的合金元素。
为保证石墨球化，球墨铸铁中还须含有微量的残留球化元素。
以下就球墨铸铁中所含的化学成分及其含量对性能的影响做详细的阐述：1、碳的作用和影响：碳是球墨铸铁的基本元素，碳高有助于石墨化。
由于石墨呈球状后石墨对机械性能的影响已减小到最低程度，球墨铸铁的含碳量一般较高，在3.5～3.9%之间，碳当量在4.1～4.7%之间。
铸件壁薄、球化元素残留量大或孕育不充分时取上限；反之，取下限。
将碳当量选择在共晶点附近不仅可以改善铁液的流动性，对于球墨铸铁而言，碳当量的提高还会由于提高了铸铁凝固时的石墨化膨胀提高铁液的自补缩能力。
但是，碳含量过高，会引起石墨漂浮。
2、硅的作用和影响在球墨铸铁中，硅是第二个有重要影响的元素，它不仅可以有效地减小白口倾向，增加铁素体量，而且具有细化共晶团，提高石墨球圆整度的作用。
但是，硅提高铸铁的韧脆性转变温度，降低冲击韧性，因此硅含量不宜过高，尤其是当铸铁中锰和磷含量较高时，更需要严格控制硅的含量。
3、硫的作用和影响硫是一种反球化元素，它与镁、稀土等球化元素有很强的亲合力，硫的存在会大量消耗铁液中的球化元素，形成镁和稀土的硫化物，引起夹渣、气孔等铸造缺陷。
球墨铸铁中硫的含量一般要求小于0.06%。
4、磷的作用和影响磷是一种有害元素。
它在铸铁中溶解度极低，当其含量小于0.05%时，固溶于基体中，对力学性能几乎没有影响。
当含量大于0.05%时，磷极易偏析于共晶团边界，形成二元、三元或复合磷共晶，降低铸铁的韧性。
磷提高铸铁的韧脆性转变温度，当含磷量增加时，韧脆性转变温度就会提高。
5、锰的作用和影响球墨铸铁中锰的作用就主要表现在增加珠光体的稳定性，帮助形成炭化锰、炭化铁。
这些碳化物偏析于晶界，对球墨铸铁的韧性影响很大。
锰也会提高铁素体球墨铸铁的韧脆性转变温度，锰含量每增加0.1%，脆性转变温度提高10～12℃。
做球墨铸铁的看过来，这些元素质量的影响你一定要记住！
做球墨铸铁的看过来，这些元素质量的影响你一定要记住！许多元素都会以小量存在于铸铁中，并对铸件的组织及性能产生明显的影响。
有些是有意加入的，而另一些则是来自于含有痕量杂质的原料。
在这些元素当中，有的是有懊悔作用的，尤其是在灰铁方面，而有些则是很有害的，必须尽可能加以避免。
下表列出了这些元素的通常来源，可能出现的含量水平，以及它们的主要作用。
表中未包括将其用作主要合金化元素的那些元素（例如Cr）元素通常来源通常含量（%）在铸铁中的作用Al 铝镇静废料、孕育剂、铁合金、轻合金零件及加入的铝达0.03含量高于0.005%时，可使薄壁件出现氢致针孔。
抑制氮的作用。
促使浮渣形成，高于0.08%时对球状石墨有害。
可用Ce加以抑制。
石墨的强稳定剂。
Sb 废钢、废上釉搪瓷、轴承架、有意加入达0.02珠光体和碳化物的强促进剂。
没有稀土时会阻止球化。
As 生铁、废钢达0.05 珠光体和碳化物的强促进剂。
改善球状石墨的形态。
Ba 含Ba孕育剂达0.003 改善石墨的成核和减少衰退。
减小白口倾向和促进石墨生成。
Bi 有意加入、含Bi的铸模涂料很少高于0.01引起白口和不良球形。
增加含稀土（Ce）球铁的球数。
球数过多可引起收缩问题。
B 废上釉搪瓷、成硼铁有意加入达0.01高于5ppm促进铁素体的形成。
高于10ppm促进碳化物形成，尤其是在球铁中。
20ppm改善可锻铸铁的退火。
Ca 铁合金、球化剂、孕育剂达0.01促进石墨球的球化作用。
改善石墨的成核。
减小白口倾向和促进石墨生成。
Ce 大多数镁合金或成铈铁或其它稀土源加入的达0.02灰铁一般不用。
抑制球铁中的有害元素，改善石墨的球化作用。
因析出而稳定碳化物。
Cr 合金钢、镀铬钢板、某些生铁、铬铁达0.3促进白口和珠光体生成。
增加强度。
含量大于0.05%时，在球铁生成碳化物析出物。
Co 工具钢达0.02 在铸铁中无明显作用。
Cu 铜线、铜基合金、废钢、有意加入达0.5促进珠光体。
球墨铸铁五大元素对铸件的影响(一)
球墨铸铁五大元素对铸件的影响（一）引言概述：球墨铸铁是一种强度高、韧性好的铸铁材料，它由铸造过程中加入的五大元素组成。
这些元素对球墨铸铁的性能和性质产生了重要的影响。
本文将分析和讨论这五大元素对球墨铸铁铸件的影响。
正文：一、锰对球墨铸铁的影响1. 锰的加入可以提高球墨铸铁的强度和硬度。
2. 适量的锰可以提高球墨铸铁的韧性和塑性。
3. 锰能够抑制碳化物的形成，从而提高球墨铸铁的耐磨性。
4. 高锰含量会导致球墨铸铁易发生热龟裂。
5. 锰元素对球墨铸铁的影响需要控制在合适范围内，以保证铸件的性能。
二、硫对球墨铸铁的影响1. 硫的加入可以提高球墨铸铁的流动性和润滑性。
2. 适量的硫能够提高球墨铸铁的抗氧化性能。
3. 硫可以促进铁液与砂型的分离，避免铸件表面出现毛刺。
4. 过高的硫含量会降低球墨铸铁的机械性能和耐腐蚀性能。
5. 控制硫含量是确保球墨铸铁质量的重要因素。
三、铜对球墨铸铁的影响1. 铜的加入可以提高球墨铸铁的耐腐蚀性能和耐磨性。
2. 适量的铜能够提高球墨铸铁的强度和硬度。
3. 铜可以改善球墨铸铁的热导性和导电性。
4. 过高的铜含量会导致球墨铸铁易发生热裂缝和变质。
5. 控制铜含量是确保球墨铸铁质量的重要因素。
四、镍对球墨铸铁的影响1. 镍的加入可以提高球墨铸铁的耐磨性和抗腐蚀性。
2. 适量的镍能够提高球墨铸铁的强度和硬度。
3. 镍可以改善球墨铸铁的热稳定性和抗氧化性能。
4. 高镍含量会增加球墨铸铁的生产成本。
5. 镍元素的控制需要根据具体应用需求进行调整。
五、钒对球墨铸铁的影响1. 钒的加入可以提高球墨铸铁的强度和硬度。
2. 适量的钒能够提高球墨铸铁的耐磨性和韧性。
3. 钒可以改善球墨铸铁的热稳定性和耐热性能。
4. 过高的钒含量会导致球墨铸铁易出现热裂缝和变质。
5. 钒元素的控制需要根据具体应用需求和工艺要求进行调整。
总结：通过对球墨铸铁的五大元素（锰、硫、铜、镍、钒）对铸件的影响进行分析，可以得出结论：这些元素的合理控制和添加可以调整和改变球墨铸铁的性能和性质，从而满足不同应用领域的需求。
铸铁五大元素的标准
铸铁五大元素的标准
铸铁的五大元素是指碳、硅、锰、硫、磷。
这些元素在铸铁中起到不同的作用和影响铸铁的性能。
1. 碳：是铸铁中最重要的元素之一，对铸铁的硬度、强度和韧性起着至关重要的作用。
铸铁中碳含量在2%以下，碳含量越高，铸铁的硬度和脆性越大，但韧性降低。
2. 硅：硅含量对铸铁的组织和性能有着重要影响。
适当的硅含量能够提高铸铁的流动性和润湿性，有利于铸件的充型和表面质量。
同时，硅还能够提高铸铁的耐磨性和抗腐蚀性。
3. 锰：锰能够提高铸铁的硬度和韧性，同时还能够改善铸铁的晶界和组织结构，提高铸铁的强度和冲击韧性。
4. 硫：硫是铸铁中的杂质元素，其含量对铸铁性能影响较大。
过高的硫含量会导致铸铁脆性增加，降低铸件的强度和韧性。
5. 磷：磷含量对铸铁的机械性能影响较大。
磷能够提高铸铁的腐蚀性能和抗疲劳性能，但过高的磷含量会导致铸铁的脆性增加。
以上是五大元素在铸铁中的主要作用和影响，不同的铸铁材料和应用领域对这些元素的要求和限制也会有所不同。
各种元素对铸铁组织性能的影响
各种元素对铸铁组织性能的影响1.C碳是铸铁的基本组元，在铸铁中的存在形式主要有两种，一种是以游离碳石墨的形式存在，另一种是以化合碳渗碳体的形式存在，也正是碳在铸铁中的这种存在形式可把铸铁分成许多类型可把铸铁分成许多类型,在灰铸铁中，碳的质量分数控制在2.7%-3.8%的范围内，碳主要以片状石墨形式存在，高碳灰铸铁的金相组织为铁素体和粗大的片状石墨，机械强度和硬度较低，但挠度较好；低碳灰铸铁的金相组织为珠光体和细小的片状石墨，有较高的机械强度和硬度，但挠度较差。
由于灰铸铁的成分位于共晶点附近，因此具有良好的铸造性能。
对于亚共晶范围的灰铸铁，增加碳含量能提高流动性，反之，对于过共晶范围的灰铸铁，只有降低碳含量才能提高流动性。
在QT中含C量高，析出的石墨数量多，石墨球数多，球径尺寸小，圆整度增加。
提高含C量可以减小缩松体积，减小缩松面积，使铸件致密。
但是含C量过高则降低缩松作用不明显，反而出现严重的石墨漂浮，且为保证球化所需要的残余Mg量要增多。
2.Si硅是铸铁的常存五元素之一，能减少碳在液态和固态铁中的溶解度，促进石墨的析出，因此是促进石墨化的元素，其作用为碳的1/3 左右，故增加硅量会增加石墨的数量，也会使石墨粗大；反之，减少硅量，会使石墨细小。
在灰铸铁中，硅的质量分数控制在1.1%-2.7%的范围内，一般碳硅含量低可获得较高的机械强度和硬度，但流动性稍差；反之，碳硅含量高，流动性好，机械强度和硬度较低。
当薄壁铸件出现白口时，可提高碳硅含量使之变灰；当厚壁铸件出现粗大的石墨时，应适当降低碳硅含量，并达到提高机械强度和硬度的目的。
Si是Fe-C 合金中能够封闭ｒ区的元素，Si使共析点的含C量降低。
Si提高共析转变温度，且在QT中使铁素体增加的作用比HT要大。
HT中C、Si 都是强烈促进石墨化的元素。
提高碳当量促使石墨片变粗、数量增多，强度和硬度下降。
降低碳当量可以减少石墨数量、细化石墨、增加初析奥氏体枝晶数量，从而是提高灰铸铁力学性能常采取的措施。
球墨铸铁中五元素对金相组织与机械性能的影响作用
球墨铸铁中五元素对金相组织与机械性能的影响作用元素对金相组织与机械性能的影响碳1.当碳当量小于4.5~4.7%时，增加含碳量可提高镁的吸收率，有利于球化。
2.碳高铁水流动性好，凝固期间析出石墨最多，石墨化体积膨胀增加，补偿收缩增加铸件致密性，改善机械性能。
3.在共晶成分以上，增加含碳量易产生石墨漂浮，降低机械性能。
4.降低含碳量易产生游离渗碳体，使机械性能降低，脆性增加，同时增加缩孔，缩松等铸造缺陷。
硅1.硅是强烈的石墨元素，即使石墨结晶，又使渗碳体分解。
因此，提高含硅量，石墨球径减小，数量增加，形态圆整。
2.硅量增加，铁素体增加，珠光体减少，强度和硬度降低，塑性和韧性提高。
3.硅具有强化铁素体的作用，当含量大于3.3%时，脆性增加，塑性降低。
4.硅使共晶点向左上方移动，使凝固区间缩小，增加流动性，减少缩松。
锰1.锰降低共析转变温度，从而稳定并细化珠光体组织，在石墨化退回时，阻止珠光体的分解。
2.锰促使渗碳体形成，增加锰量可提高强度，降低塑性、韧性。
当组织中出现较多自由渗碳体时，除硬度外，其他性能均下降。
3.锰增加过冷奥氏体稳定性，使S曲线右移。
加入量为0.5%为宜。
磷1.磷在铁中具有一定的溶解度，超过此值在组织中出现二元或三元磷共晶，沿晶界分布，破坏了晶粒间的结合能力，因此使球铁的强度下降。
2.磷增加晶间缩松倾向，降低机械性能。
3.在热处理中，磷不阻碍共晶渗碳体的分解，而阻碍共析渗碳体的分解。
4.磷提高脆性转变温度范围，增大冷裂性。
5.随着磷含量增加，缩孔，缩松倾向增加。
硫1.硫与稀土、镁具有很强的结合能力，原铁液含硫高会消耗过多球化剂，而出现球化不良和球化衰退。
2.原铁水含硫量高，球化剂加入量大，处理后铁水温度低，铁水中夹杂物多，铁水表面氧化结膜温度高，铁水流动性差，容易使球铁产生夹渣、皮下气孔等缺陷。
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基体为铁素体的球墨铸铁(简称球铁)，具有一定强度、良好的冲击韧性和塑性，可由铸态或经退火获得。
金相组织石墨的形态和金属基体组织对其韧性有很大的影响。
(1)石墨形态的影响。
在金属基体组织合格条件下，石墨形状对伸长率和冲击值影响极大：片状石墨严重割裂了金属基体，其尖角处应力集中，因此片状石墨铸铁呈脆性，冲击值很低，强度被大大削弱；而球铁则不同，只要基体组织合格，球化率愈高韧性愈好。
(2)基体组织的影响。
铁素体球铁的基体组织以铁素体为主，余为珠光体。
渗碳体和磷共晶是有害组织，一般分别控制在3%和1%以下。
铁素体含量愈高则韧性愈好。
珠光体数量增加，则冲击值和伸长率下降。
珠光体一般应在10%以下，且为分散存在，这样对韧性影响不大。
化学成分在适当的孕育工艺条件下，提高碳当量将增加铁素体的含量，因而冲击值、伸长率随之上升，但碳当量过高，易引起石墨漂浮。
石墨漂浮还和铸件厚度与冷却速度有关，砂型浇注中等厚度(10～40mm)的铸件，铸态铁素体球铁碳当量取4．4%～4．9%为宜，退火铁素体球铁的碳当量可取4．2%～4．8%，厚大件降低碳当量，薄小件提高碳当量。
采用强化孕育工艺也宜降低碳当量。
各元素影响为：
(1)碳。
有利于石墨化和球化，提高碳量有利于发挥材料的韧性。
(2)硅。
是强烈促进石墨化的元素，有利于提高韧性，硅的孕育作用能细化共晶团和使磷共晶分散。
韧性铁素体球铁的终硅含量一般控制在2．7%以下，如果生铁含锰量≤0.5%、磷≤0.7%，则终硅量可放宽至3．O%左右。
(3)锰。
阻碍渗碳体和珠光体的分解。
球铁的激冷倾向本已相当高，故对铁素体球铁应控制锰含量，一般应低于0.4%。
对用退火生产的韧性铁素体球铁，其含锰量允许在0.6%。
(4)磷。
在铸铁中会形成脆相，特别是三元磷共晶或复合磷共晶对韧性危害极大，常采用如下措施以削弱磷的有害作用：提高碳量，采取高碳低硅的成分方案，以阻碍三元磷共晶的析出；强化孕育以细化共晶团，使磷共晶分散；920～980C退火，使三元磷共晶或复合磷共晶转变成二元磷共晶，减少磷共晶的数量，改善球墨形状。
采用金属型浇注成麻口，即球墨和莱氏体及渗碳体组织，再经高温退火则可避免产生磷共晶。
(5)硫。
其含量过高会使球化不稳定，而且会产生过多的硫化物夹杂，严重影响韧性，故要求原铁水硫量尽可能低，最好铁水采取脱硫措施(见铸铁碳当量和铸铁石墨漂浮)。
热处理欲保证球铁高韧性，需采用硅、锰、磷和杂质甚少的原生铁，许多国家采用高纯生铁效果很好。
中国生铁来源很广，杂质含量较高，铸态韧性不稳定，铁lie所以对性能要求较高的铸件可采用退火的方法生产韧性球铁。
退火方法可根据对铸件质量要求分为高低温两阶段退火和低温退火两种。
两者相比，常温冲击值相近且较稳定，低温冲击值略有差别，而前者低温冲击值较高而且波幅较小，因为两阶段退火使组织均匀化，减少了碳化物和晶界元素偏析。
铸态组织中渗碳体超过3%时应进行两阶段退火，渗碳体不超过3%、珠光体不超过85%时，应进行低温退火。
此外，磷共晶超过1%并且呈三元磷共晶或复合磷共晶存在时，应考虑进行两阶段退火。
高温退火温度要高于共析温度，一般为900～960℃，温度低渗碳体分解太慢，温度过高奥氏体晶粒粗大，甚至晶界氧化。
低温退火温度一般在720～750℃。
[1]为提高韧性，低温退火温度应尽量接近，但又不低于720C，这样铁素体晶粒较细。
中国厂家几种退火规范列于表。