微量元素对球铁影响
球墨铸铁五大元素对铸件的影响(一)2024
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。
16 镍在球铁里的作用
镍在球铁里的作用
镍在球铁中具有以下作用：
1. 镍是形成并保持铁素体的元素，可以提高珠光体的稳定性，使球铁的基体组织大致为铁素体加珠光体。
这一结构特点对于球铁的力学性能有着重要的影响。
2. 镍可降低临界点，有效减少熔化温度。
在熔化浇注时，能保证良好的流动性，这对于铸造过程是十分重要的。
3. 镍能增加球铁的强度和硬度，但不会过分提高其强度，因而可以避免球铁在长期使用过程中产生变形。
4. 镍有净化作用，并能提高球铁的耐磨性。
因此，在球铁中加入适量的镍，可以提高其综合性能，满足不同的使用要求。
冷却速度及锰_铜含量对铸态球铁硬度影响的探讨
第3期水利电力机械·23··专题述评·冷却速度及锰、铜含量对铸态球铁硬度影响的探讨Probe the Influence into Cooling Speed&Mn、CuContent for Casting State Type spheroidal Graphite Cast Iron Hardness郑州工业高等专科学校 张北胜 (450007)电力部郑州机械设计研究所 李 刚 (450052)[摘 要] 增加球墨铸铁通过奥氏体/铁素体转度温度范围的冷却速度,能明显地增加球铁的布氏硬度。
这与在转变过程中所形成的珠光体数量和其本身硬度有关。
较高的冷却速度,会导致珠光体数量增大且硬度高。
合金元素Mn和Cu的加入,即使冷却速度较慢,也能形成较多的珠光体。
当球铁通过临界间隔转变的冷却速度增加时,Mn和Cu的合金化作用就减弱,含Cu球铁硬度对冷却速度敏感性比仅含Mn同种球铁硬度对冷却速度的敏感性小。
Mn和Cu对球铁铁素体硬度也有好的影响,但是它们在提高珠光体数量和硬度方面有更大的作用,这主要是Mn和Cu有细化晶粒的结果。
[关键词] 冷却速度 硬度 合金化 球墨铸铁 落砂 细化晶粒作用中图分类号:TG143.5Abstract If increase the cooling rate of spheroidal graphite cast iron through austeniteferrite shift temperature scope,can notably increase the brinell hardness of shperoidalquantity which form in the shift process and itself hardness.When the cooling rate ishigher,the pearlite quantity increase and hardness is higher.After adding alloy elementMn and Cu,even cooting rate slower,can also form more pearlite.When the pearlitethrough critical interval shift cooling rate increase,Mn and Cu alloying effect reducing,the hardness of spheroidal graphite cast iron with Cu,its cooling rate sensibility is smallerthen only with Mn same kinels spheroidal grahite cast iron.Mn and Cu are advantageousfor spheroidal graphite cast iron ferrite hardness,but they have larger effect for increas2ing pearlite quantity and hardness,the maior cause is Mn and Cu have subdivisioncrystalling.K ey w ords Cooling Rate Hardness Alloying Spheroidal Graphite Cast Iron Fall2en Sand Fining Crystalling Grain Effect1 前 言铸态球铁的硬度是由其基体中铁素体和珠光体的含量决定的。
微量元素偏析对厚大断面球铁石墨形态的影响
Ｃ ｉ ｉｚｏ ＷＡ Ｇ Ｊ ｇ ｈ ａ，Ｈ Ｎ ｏ ＷＥ ｏ ｋｎ Ｙ Ｕ Ｍｉｇ， ＡＯＪｎ ｂ ｎ２ＷＥ ｕｎ — ｉ ａ Ｑ—ｈｕ， Ｎ ｎ— ｕ Ａ Ｇ Ｄ ｕ， Ｉ — ａ ｇ， Ｏ ｎ Ｙ ｕ— ａｇ， Ｎ Ｇ ａ ｇ ｍ ｎ ｉ Ｚ Ｂ
（ ． ｕ ｚ ｏ ｇＳ ｉ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｙＵ ｉｅｓ ｙ Ｗｕ ａ ４ ０ ７ ， ｈｎ ； ． ｏ ｎ ｒ— ｏｇ ， ｈ ｎ ｘ ｅ ｖ ｃ ｉｅｙＣｏ． １ ａ ｈ ｎ ｃ ｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｇ ｎｖｒｉ ， ｈ ｎ ３ ０ ４ Ｃ ｉ ２ Ｆ ｕ ｄｙ Ｆ ｒｅ Ｚ ｏ ｇ ｉ Ｈ ａ ｙＭａ ｈｎ ｒ Ｈ ｅ ｔ ａ ｎ ．
墨生长的稳定性 ； 晶界 上 Ｖ、ｉ 而 Ｔ 的偏 析和球化元 素 Ｍ ｇ或 Ｒ Ｅ等氧化形成的氧化夹杂 ， 破坏 了奥氏体壳 的稳 定性 ， 造成 石 墨畸变 ； 在铁液 中添加微量 ｓ ， 固过程 中 ｓ 析于石墨一 奥氏体界面上 ， ｂ凝 ｂ偏 可有效抑制 或减缓 Ｃ向石墨球扩 散 ， 限 制石墨球生长 ， 抑制石墨球畸变。 关键词 ： 大断 面球铁铸件 ； 厚 微量元素 ； 偏析 ； 墨形态 石
一
ห้องสมุดไป่ตู้．
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微 量元素偏析对厚大 断面球铁石 墨形态 的影 响
蔡启舟 ， 敬华１ 斗 ， 王 ， 张 团
（ ． 中科技大学 ， １ 华 湖北 武汉
， 明ｚ 俊邦ｚ 广敏ｚ 尤 ， 姚 ， 温
洛 阳 ４ １３ ） ７ ０ ９
ｂ ｕｎ ｒｅ ｓｒ ｙ ｄ ｓａ ｌｔ ｆａ ｓｅ ｉｅ ｓ ｅｌ ａ ｉ ａｐ ｉｅ ｄ ｅ ｒ ｔｏ ．Ｈ ｏ ｖ ｒ ｉ ’ ｓｉ ｌ ｙ ａ ｉ ｒ ｃ ｍ ｏ ｔ ｏ ｄａ ｉｓｄｅ ｔｏ ｅ ｔｂｉｉｙｏ ｕ ｔ ｎ ｔ ｈ ｌｓｃ ｕｓｎｇｇｒ ｈ ｔ ｅｇ ｎｅ ａｉ ｎ ｗｅ ｅ ，ｔ Ｓｐｏ ｓｂ ｅ ｂ ｄｄｎｇ ｔａ ｅ ａ ｕｎ
耐热球墨铸铁化学成分
耐热球墨铸铁化学成分
球墨铸铁是一种广泛应用于工业领域的材料，其良好的耐热性能
使其在高温环境下得到广泛应用。
下面将介绍球墨铸铁的化学成分，
以及这些成分对其耐热性能的影响。
球墨铸铁的主要化学成分包括铁（Fe）、碳（C）、硅（Si）、锰（Mn)、磷（P）和硫（S）。
其中，碳是最主要的合金元素，其含量在2.9%至 3.6%之间。
碳的存在能够赋予球墨铸铁优异的耐热性能。
同时，碳的含量对球墨铸铁的硬度和韧性也具有重要影响，碳含量较高则硬
度较高，反之则韧性较高。
除了碳外，硅也是球墨铸铁中的重要元素。
硅的含量一般在1.8%
至2.8%之间。
硅的存在能够提高球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性能，
从而提高其在高温环境下的使用寿命。
锰、磷和硫是球墨铸铁中的微量元素。
锰的含量一般控制在0.15%至0.40%之间，锰的添加能够提高球墨铸铁的强度和韧性。
磷是球墨铸铁中的有害元素，其含量应尽量控制在0.02%以下，过高的磷含量会降低球墨铸铁的韧性。
硫也是一种有害元素，其含量应尽量低于0.04%，过高的硫含量会降低球墨铸铁的冲击韧性和耐热性能。
综上所述，合理控制球墨铸铁的化学成分对于提高其耐热性能至
关重要。
合适的碳含量和硅含量能够赋予球墨铸铁良好的耐热性和耐
腐蚀性。
同时，微量元素的控制也对球墨铸铁的性能起到重要影响。
因此，在球墨铸铁生产过程中，应严格控制化学成分的含量，以确保球墨铸铁具备良好的耐热性能，满足不同工业领域的需求。
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。
微量元素铋对厚断面球铁组织及性能的影响
龙源期刊网 微量元素铋对厚断面球铁组织及性能的影响作者：高文理岑鸽等来源：《湖南大学学报·自然科学版》2013年第06期摘要：通过添加不同质量分数的微量Bi和调整残余稀土量，研究其对厚断面球铁组织、抗拉强度、伸长率、硬度和-40 ℃低温冲击韧度的影响.结果表明，对于180 mm × 180 mm ×200 mm试块，添加0.012%Bi可以明显消除其碎块石墨；而对于250 mm × 250 mm × 300 mm 试块，加Bi只能在一定程度上抑制碎块石墨产生，随着Bi量的增加，其抑制作用呈先增强后减弱的趋势，加入Bi的质量分数最佳值为0.010%～0.012%，此时抗拉强度达337 MPa，伸长率为10.4%，-40 ℃低温冲击功可达到10.5 J.适当降低残余稀土量，调整wRE /wBi加=1.3～1.5，可以进一步抑制碎块石墨和改善综合力学性能.关键词：球墨铸铁；铋；微观组织；力学性能中图分类号：TG255 文献标识码：A厚断面球墨铸铁（简称球铁）由于冷却速度缓慢，共晶凝固时间长，易导致球化衰退和孕育衰退，使得铸件中尤其是厚壁中心或热节处出现球化不良、石墨畸变、球数减少、球径增大、成分偏析、晶间碳化物增多及缩松缩孔等等缺陷，特别是碎块石墨的出现，严重影响了铸件的综合性能[1-3].国内外有众多研究者发现，当球铁中某些微量元素（如Bi）与稀土元素以适当比例共存时，则会消除变异石墨，改善球铁性能[2，4-5].但该技术还不够成熟，国内多数铸造企业又没有掌握关键技术，如果直接用于生产，则会存在一定风险.本文制定了严格而合适的化学成分和实验工艺，通过添加不同质量分数的微量Bi和调整残余稀土量，研究了其对球铁心部碎块石墨的抑制作用以及对球铁组织和综合力学性能的影响，从而为获得更好的球铁组织和性能提供依据，为同行提供参考.1实验方法11化学成分原铁液纯净度要高，尽可能排除杂质等干扰因素.遵循高碳，低硅，低锰、磷、硫的原则[6]，球铁主要化学成分范围见表1，其中碳质量分数为原铁水成分要求，其余为处理后要求.采用300 kg 中频电炉熔炼，树脂砂造型，原材料采用本溪Q10生铁和废钢混合配比.熔炼过程中通过浇注白口试样进行光谱分析，并调整原铁液C和Si成分分别为：C 3.70±0.05%，Si。
高质量球墨铸铁微量元素和合金元素的选择与控制
高质量球墨铸铁微量元素和合金元素的选择与控制1 对球墨铸铁原铁液质量的要求球墨铸铁的生产控制包括原铁液化学成分的选择和控制、球化处理和孕育处理等，其中化学成分的选择和控制非常重要。
球墨铸铁化学成分基本可以分为4类：主要元素为C、Si、Mn、P和S；球化元素为Mg和Ce；合金元素主要有Cu、Ni和Mo等和一些微量元素。
微量元素在球墨铸铁中主要指不是特意加入的，由炉料带来，含量很少的元素。
国内外铸造专家很早就对微量元素的作用进行了研究。
微量元素的作用非常复杂，有些元素有多重作用。
有些元素如Bi、Ti、As、Sn、Pb、Al和Sb等阻碍石墨球化，产生片状石墨或蠕虫状石墨或者造成石墨球不圆整、形状不规则，形成团块状、絮团状石墨等畸变石墨，这些元素常常被称为球化干扰元素。
干扰元素的作用往往有加乘的效果，即一起加入时对石墨形状有更强的有害作用。
纯镁处理时由于微量干扰元素造成的片状石墨如图1所示。
有些元素是很强的合金化元素，促进珠光体形成，如Sn、Pb和Bi等就是很强的珠光体促进元素。
有些微量元素是很强的碳化物形成元素，如Cr、V、Mo、Ti和B 等，都是正偏析元素，易偏析于铸件最后凝固的部位，在晶界处浓度很高，造成晶界碳化物和夹杂。
由于Mn、S 和其他微量合金元素含量较高时造成的晶间碳化物和夹杂[3]如图2所示。
值得注意的是，通常晶间夹杂物尺寸很小，在普通显微镜下很难发现，但是只要有，就会对力学性能有影响，特别是对冲击韧性和疲劳强度等动力学性能有严重的影响。
所以，对于要求低温冲击韧度，或者其他要求的球墨铸铁件，如高铁、风电、核废料储运容器及其他关键运动件和与安全有关的零件，必须严格控制所有可能造成晶间夹杂物的有害元素含量。
白新社，白佳鑫 ，刘武成（河北龙凤山铸业有限公司，河北 武安 056300）摘要：摘要：在球墨铸铁的生产中，化学成分的选择和控制是非常重要的。
论述了铁液纯净度的重要性以及高纯和超高纯生铁对球墨铸铁的显微组织及力学性能的影响。
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提高
提高
优于同硬度和强度的非合金铸铁
减少缩松，提高铸件致密性。断面壁厚差大时尤有效
Cu
0.5～2.0常与Ni、Cr、Mo、V合用
弱石墨化；细化且珠光体和石墨；减少薄断面白口，改善大断面组织敏感性
提高强度、硬度、韧度。低碳铸铁尤显著
提高
提高
提高
尤耐弱酸和大气腐蚀
改善
改善流动性提高铸件致密度
Cr
0.2～1.0常与Cu、Mo、Ni合用
B
0.02～1.0
细化但减少石墨；促成碳化物；在含磷铸铁中形成复合共晶，硬度HV＞1000
提高强度，降低塑性、冲击韧度
提高
影响不大
降低
脱氧、去硫；增大白口倾向
Sn
0.04～0.10
减少或消除铁素体，稳定且细化珠光体；改善断面均匀性
显著提高强度、硬度。碳当量高时，效果好
提高
提高
改善
改善
Sn0.05～0.1％，保持铸造性能良好
显著提高强度、硬度、冲击韧度、疲劳强度、高温（＜550℃）性能，大断面性能
显著提高
提高
稍改善
改善
减少收缩，改善热处理性能
V
0.1～0.4常与Ti合加
阻碍石墨化；细化、均化石墨；细化珠光体；强烈促成碳化物；消除大断面的铁素体合枝晶组织
少量V，可显著提高强度、硬度，提高冲击韧性
显著提高。与Cu、Ti
合用更好
强阻碍石墨化，促成碳化物；细化石墨；细化且稳定珠光体；促成白口
提高强度、硬度；Cr约＞0.5％，降低塑性、韧性显著
提高，与Cu、Mo、Ni合用更好
提高。铬越多越显著
提高。铬越多越显著
降低。少量影响不大
Cr＞1.0，降低
流动性；增加收缩，增大白口
Mo
0.3～1.0常与Ni、Cu、Cr合用
细化石墨；强稳定、增加、细化珠光体；温和促成碳化物；改善大断面组织均匀性
提高350～650℃的抗生长性
少量V不降低可切削性；难磨削
降低流动性，增加收缩，促进白口、麻口
Ti
0.0～0.15常与V合加
微量，促进石墨化，细化石墨和晶粒；减少白口和硬点；过量，形成D型石墨TiC、TiCN
脱氧、净化和孕育作用大于合金化作用，适量Ti，提高强度
提高
提高抗生长性
改善流动性
提高耐酸性
少量Ti，改善可切削性
含量（％）
组织力学Leabharlann 能使用性能工艺性能
耐磨性
耐热性
耐蚀性
可切削性
铸造性能
C
3.5-3.8%
4.0-4.3%缩松、缩孔倾向最小；
含碳量过高，降低缩松的作用不明显，反而会出现石墨漂浮。
Ni
0.5～2.0常与Cr、Cu、Mo合用
促进石墨化，消除白口和游离渗碳体；细化石墨；稳定且细化珠光体，促成索氏体
提高强度、硬度、冲击韧度
Sb
0.03～0.08
减少或消除铁素体，强促成、稳定细化珠光体
提高强度、硬度
提高
提高高温（＞700℃）寿命