微量Sn对灰铸铁组织和性能的影响

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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。

Sn对蠕墨铸铁组织与性能的影响

Sn对蠕墨铸铁组织与性能的影响作者：李晓航张炜陈祺秦新锋王建东郭巧琴李全平来源：《科技视界》2018年第10期【摘要】蠕墨铸铁中的石墨呈蠕虫状，是介于球状石墨和片状石墨之间的形态。

本文研究Sn元素含量对铸铁石墨相和基体相的影响，进一步探讨其对铸铁性能的影响。

发现Sn含量加入，蠕墨铸铁的室温强度呈现出先增大再减小的趋势，当锡含量继续增加的时候抗拉强度又会继续增大。

锡含量为0.06%时，蠕墨铸铁中力学性能出现拐点。

【关键词】蠕墨铸铁；显微结构；强度；硬度中图分类号： TG143.49 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）10-0020-003DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2018.10.008Effects of Sn on Microstructure and Properties of the Compacted Cast IronsQIN Xin-feng1 WANG Jian-dong2 GUO Qiao-qin3 LI Quan-Lin4（1.Xi’an Military Representative Office， PLA，Xi’an Shaanxi， 710032， China；2.Representative Office in State-owned 616 Factory， PLA， Datong Shanxihui， 037036，China；3.School of Materials & Chemical Engineering，Xi’an Tec hnological University，Xi’an Shaanxi， 710021， China；4.North General Power Group Co.， Ltd.， Datong Shanxi， 037036， China）【Abstract】The compacted cast iron possesses vermicular graphite， which was different with flake and spheroidal graphite. Effects of Sn contents on the microstructure of graphite and matrix phases in cast iron and its properties were investigated in this work. The strength of compacted cast iron at room temperature was increased and decreased with the increase of Sn contents. There was an inflection point of strength at the Sn content of 0.06%.【Key words】Compacted Cast Irons； Microstructure； Strength； Microhardness0 前言蠕墨铸铁是在一定成分的铁液中加入适量的蠕化剂和孕育剂所获得的石墨形似蠕虫状的铸铁，是一种以C、Fe、Si为基的多元合金。

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。

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。

锡对灰口铸铁组织和性能的影响

锡对灰口铸铁组织和性能的影响福州大学(福建省福州市350002) 李树江福建省机械科学研究院郑鼎彝邹翔何上勋吴晓翔摘要研究了锡对灰口铸铁石墨形态、基体组织、机械性能、冶金将质量指标和铸造性能的影响。

实验表明,铸铁中的含锡量应控制在0.1%以下。

关键词:灰口铸铁锡组织性能The Effect of Tin on Structure and Properties of Gray IronL i Shujiang (F uzhou University)Zheng Ding yi Zou Xiang He Shangx un Wu Xiaoxiang(F ujian M achiner y Science Research Institute)Abstract In this paper the authors have been studied the effects of tin on graphite morphology,matrix structuresand mechanical properties and metallurg ical quality index as w ell as the castability of casting.It has been proposed that tin content must be lim ited to <0.1%.Key words:Gray iron Tin Structure Property 锡作为促进和稳定珠光体的元素,已在铸铁生产中获得应用。

据有关资料[1~4]报导,只要加入0.06%~0.10%的锡,就可保证得到珠光体基体。

但在某些地方生铁中,锡的含量远远超过这个数值[5-8],影响铸件质量。

因此,研究锡对铸铁组织和性能的影响,确定锡在铸铁中的允许含量,就成为本试验的目的。

1 试验试验在容量为20kg 的100kW 酸性炉衬中频感应炉中进行。

Sn对蠕墨铸铁组织与性能的影响

揖摘要铱蠕墨铸铁中的石墨呈蠕虫状袁是介于球状石墨和片状石墨之间的形态遥本文研究 Sn 元素含量对铸铁石墨相和基体相的影响袁进一步探讨其对铸铁性能的影响遥发现 Sn 含量加入袁蠕墨铸铁的室温强度呈现出先增大再减小的趋势袁当锡含量继续增加的时候抗拉强度又会继续增大遥锡含量为 0 . 06 % 时袁蠕墨铸铁中力学性能出现拐点遥
0 前言
1 实验方法
蠕墨铸铁是在一定成分的铁液中加入适量的蠕化剂和孕育剂所获得的石墨形似蠕虫状的铸铁袁是一种以 C 尧 Fe 尧 Si 为基的多元合金遥蠕墨铸铁中的石墨呈蠕虫状袁是介于球状石墨和片状石墨之间的形态遥 [1 -2 ] 由于石墨形状的改变袁蠕铁的抗氧化尧抗生长性也显著优于灰铁[3-4]袁其在共晶团内是连在一起的片状石墨袁但是在共晶团只间又是孤立的遥蠕墨铸铁的基体组织一般为铁素体组织尧珠光体组织以及铁素体组织和珠光体组织袁通常铸态蠕墨铸铁基体由铁素体和珠光体组成袁有时也存在少量的碳化物和磷共晶[5]遥因为蠕虫状石墨的结晶方式和碳扩散的条件不同袁使蠕墨铸铁在凝固过程中有强烈的形成铁素体的倾向袁就算再加入珠光体稳定元素袁蠕虫石墨周围也是会形成一定量的铁素体袁导致蠕墨铸铁强度尧硬度及耐磨性有所降低遥
4 . North General Power Group Co . , Ltd . , Datong Shanxi , 037036 , China ) 揖Abstract铱The compacted cast iron possesses vermicular graphite , which was different with flake and spheroidal graphite . Effects of Sn contents on the microstructure of graphite and matrix phases in cast iron and its properties were investigated in this work . The strength of compacted cast iron at room temperature was increased and decreased with the increase of Sn contents . There was an inflection point of strength at the Sn content of 0 . 06 % . 揖Key words铱Compacted Cast Irons 曰 Microstructure 曰 Strength 曰 Microhardness

影响缸体用灰铸铁加工性能的因素

影响缸体用灰铸铁加工性能的因素近年来，随着中外技术合作的加强，在许多中外合资厂中都出现了缸体灰铸铁件的力学性能，金相组织与国外的铸件相当，都符合要求，但加工时刀具磨损要比进口灰铸件严重的多的现象。

这严重影响了缸体铸件的国产化。

如某一铸造二厂在对自己生产的捷达车发动机缸体铸件进行加工时发现，在相同的刀具和加工工艺的条件下，其刀具磨损是国外同类铸件刀具磨损的10倍。

铸件的加工性能可以从切削力，刀具磨损和表面光洁度等方面考虑。

影响灰铸铁件加工性能的因素是多方面的，石墨的形态和含量，合金元素，微量元素和铸造工艺等都对灰铸铁件加工性能有很大影响。

1 、碳元素对灰铁加工性能的影响灰铸铁件的理想组织为：均匀分布，中等大小的A型石墨；均匀分布中等或中细的珠光体基体；尽可能少的夹杂物颗粒；尽可能少的游离分布的渗碳体和磷共晶；材质纯净。

首先石墨的形态，数量及分布形式对灰铸铁件的加工性能有很大的影响。

石墨既是灰铸铁中的软相，又对加工刀具有润滑作用并且石墨的量多时有利于裂纹的扩展和切屑的断裂。

因此，石墨量多有助于改善灰铸铁的加工性能，即在保证牌号的条件下，提高石墨含量是促成灰铸铁加工性能提高最直接最有效方式。

缸体的碳当量高，石墨量多，这也是进口缸体比国产缸体加工性能好的原因之一。

石墨在铸件中以石墨和碳化物两种形式存在，碳的存在形式也影响加工性能。

当铸铁中含有3%---5%的游离碳化物时，尽管硬度增加不明显，但其力学性能却明显下降，加工性能也急剧恶化。

碳与强碳化物形成元素形成的碳化物特别是灰铸铁中的TIC，WC等硬质点硬度可达到1000HV 以上，铸铁中这些硬质点，可极大的恶化灰铸铁的加工性能。

2 、合金元素对缸体用灰铁件加工性能的影响一般说来，合金元素大多都提高灰铸铁件的硬度对提高加工性能是不利的。

而有些合金元素如锡，可均匀灰铸铁的基体组织，促进石墨析出，细化石墨，改善灰铸铁的加工性能。

研究发现，Cu，CR是常用的且对灰铸铁加工性能影响较大的元素。

Sn含量对灰铸铁件加工面硬度的影响

··随着我国装备制造业的飞速发展，大型数控机床的国产化日趋成熟，铸件的需求量也越来越大，其中多为HT200-HT350的灰铸铁件。

为了降低成本，一些国内著名的机床企业要求其机床铸件的导轨面和工作台台面硬度在不淬火的情况下满足使用要求，要求加工后能达到HBS 180以上，这样可避免淬火造成的铸件内应力增大，影响机床的装配精度，同时可省去巨额的淬火费用。

Sn 是灰铸铁件中的微量元素之一，Sn 的含量为0.04%~0.1%时，能显著提高灰铸铁件的强度和硬度，Sn 含量不宜超过0.1%[1-3]，锡在共析转变期间促进珠光体化的作用10倍于铜[4]。

但资料[1-2]中只是阐述了Sn 对灰铸铁的强度和硬度影响的一般规律，在大型数控机床铸件的生产中，Sn 含量到底以多少为宜，硬度究竟能提高到什么程度则没有明确的阐述。

文献[3]中是以原铁液成分为：3.58%~3.74%C ，1.81%~2.34%Si ，0.65%~0.78%Mn ，0.044%~0.078%P ，0.026%~0.039%S 的铁液过热到1500℃，以20kg 的中频炉为熔炼设备，用钟罩压入0.1%~1%Sn ，浇注试样得出的结论，其成分是普通灰铸铁HT100及HT150的薄壁件适用范围，对HT200以上的孕育铸铁的生产也不具有指导意义。

本研究中先以与要生产的大型机床铸件导轨和工作台台面壁厚相当的阶梯形试块（见图1）作为研究对象，通过改变Sn 在HT250试块中的含量，摸索其与硬度的关系，再选择合适的Sn 含量进行生产验证，掌握Sn 含量对灰铸铁机床件加工面硬度的具体影响，并用于生产。

1试验方法1.1试块制备采用树脂砂手工造型，7t 冲天炉熔炼，Sn 采用包底加入法，终Sn 量分别为0.06%，0.07%，0.08%，0%终铁液目标成分：3.1%~3.3%C ，1.4%~1.8%Si ，0.8%~1.1%Mn ，P<0.1%，0.06%~0.1%S ，浇注温度为1340~1360℃，保温时间24h ，采用75Fe Si 冲入法，一次孕育，孕育量0.3%。

灰铸铁的组织及性能

灰铸铁的金相组织及其对性能的影响
灰铸铁的金相组织
(一) 石墨(P29)
凝固条件不同 (化学成分、冷却速度、形核能力)
名称片状菊花状块片状枝晶点状枝晶片状星状
表2-1 石墨形状分类
代号
说明
A
片状石墨均匀分布
B
片状与点状石墨聚集成菊花状分布
C
部分带尖角块状、粗大片状初生石墨及小片状石墨
D
金相组织对性能的影响
(三) 共晶团的影响：影响因素：炉料、化学成分、熔化工艺、孕育剂与孕育
方法、冷却速度。优点：共晶团细化，明显提高σb；缺点：过多共晶团会增加缩孔，缩松倾向。
灰铸铁的金相组织及其对性能的影响
金相组织对性能的影响
(四) 非金属夹杂物的影响(P35)： Mn低时，S形成三元硫化物共晶或富铁硫化物，影响σb； Mn高时，形成MnS (Tm = 1650℃)，入渣；磷共晶常沿共晶团晶界呈网状、岛状或鱼骨状分布；硬而脆，韧性极低，但耐磨，可用于缸套或刹车盘。
灰铸铁的金相组织
(二) 基体(P30)
铸态或热处理后，分为：铁素体、片状珠光体、粒状珠光体、托氏体、粒状贝氏体、针状贝氏体、马氏体(表2-4)。
组织名称
说明
铁素体
白色块状组织为α铁素体
片状珠光体
珠光体中碳化物和铁素体均呈片状，近似平行排列
粒状珠光体
在白色铁素体基体上分布着粒状碳化物
托氏体
在晶界呈黑团状组织，该种组织在高倍观察时，可看到针片状铁素体和碳化物的混合体
灰铸铁的性能
力学性能 Φ30mm试棒，不完全代表不同形状、壁厚的铸件性能(P36)
➢ 抗拉强度 σb：用于区分铸铁等级 HT100～HT350； σb = 786.5 - 150×C % - 47×Si % + 45×Mn % +219×S %

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３福建师范大学化学与材料学院，福建福州３００）．５０７
摘要：Ｓ作为一种合金化元素，在灰铸铁中既可强烈促进珠光体的生成，又可细化珠光体。在实际生产中，由于某些ｎ
生铁中含有过量的ｓ，铸件易产生裂纹或显微裂纹，导致铸件报废。制备了不同ｓ含量的铸件试样，并测定了其抗拉ｎｎ和抗弯强度，用金相显微镜观察不同ｓ含量对铸件的石墨形态和基体组织的影响，同时详细考察了其铸造性能。结果ｎ表明：适量的ｓ会促进珠光体基体的形成、细化共晶团，而对石墨的组织和形态无明显的不良影响。同时微量的ｓ溶ｎｎ于奥氏体中，降低了发生先共析铁素体和珠光体的温度范围，使收缩率降低。但过量的ｓ增加碳化物和磷共晶的数量，ｎ同时使灰铸铁的白口宽度增加，使铸件产生硬脆性，从而导致热裂和冷裂，这是铸件产生裂纹的主要原因。在生产中，应采取措施使铸铁中ｓ含量控制在０１２ｎ．％以下，并结合孕育处理等措施改善铸件的组织，提高力学性能。０
ＷＡＮＧＭｉ－ｉＨＵｎｙ，ＡＮＧＹｉｇ，ＩＹｕｘｎ。ＬＮｏ —ｉ
（．ｏｌｅｏＭｅｈｎｃｌｎｉｅｒｇａｄＡｔｍａｏ，ｕｈｕｉｅｓｙＦｚｏ５１８ＦｊｎＣｉａ２Ｆｚｏｓｔｔ１ＣｌｇｆｃａｉｇｅｉｕｏｔｎＦｚｏｖｒｔ，ｕｈｕ３００，ｕｉ，ｈ；．ｕｈｕＩｔｕｅａＥｎｎｎｉＵｎｉａｎｎｉｅｏｅｈｏｏｙＦｚｏ５１８Ｆｊｎｈｎ；．ｏｌｅｏｈｍｉｒｎｔｒｌＳｉｃ，ｕｉｒｌｎｖｒｔ，ｆｃｎｌｇ，ｕｈｕ３００，ｕｉ，Ｃｉａ３ＣｌｇｆＣｅｓｙａｄＭａｉｓｃｎｅＦｊｎＮｏｍａＵｉｅｓＴａｅｔｅａｅａｉｙＦｚｏ５０７ＦｊｎＣｉ）ｕｈｕ３００，ｕｉ，ｈｎａａ
ｍｉｒ．ｒｃｓｌｆｒｕｅｅｃｓＳｅｉｏｄｔｉｒｓｌｄｉｅｅｅｔｆｅｃｓｎｓＣｓｃｏｃａｋｌｏｄｅｏｔｘｅｓｎｉｔｇｉｎａｓｅｕｔｔｊａｔｇ．ａｔｗｉｍｔｈｎｈｐｒｎｈｅｎｈｒｃｏｔｈｉ
ｉｎｓｍｐｅｔｉｅｅｔｎｃｎｅｔｒｒｐｒｄａｄｔｅｒｅｓｅａｄｂｎｉｇｓｅｇｈｗｅｅｉｖｓｉａｅ．ｒａｌｓｗｉｄｆｒｎｏｔｎｅｐｅａｅｎｉｔｎｉｎｅｄｎｎｔｒｅｔｔｄｏｈＳｗｅｈｌｒｔｎｇａｄｈｇａｈｔｍｏｐｏｏｉｓｎｍｉｒｓｒｃｕｅｆｓｍｐｅｗｅｅｔｄｅｂｈｍｅａｌｇａｈｃｌｎｔｅｒｐｉｅｒｈｌｇｅａｄｃｏｔｕｔｒｏａｌｓｒｓｕｉｄｙｔｅｔｌｒｐｉａｏ
ｍｉｒｓｏｅＡｌｏｔｅｃｓｉｇｃａａｔｒｔｓｏｅｓｍｐｅｒｔｄｅｎｄｔｉｈｅｕｔｈｗｈｔｃｏｃｐ．ｓｈａｔｈｒｃｅｉｉｆｔａｌｓｗｅｅｓｉｄｉｅａｌｎｓｅｈｕ．Ｔｅｒｓｌｓｏｔａｓｐｏｅｏｔｎｆｎｃｎｐｏｔｅｆｒａｉｎｏｅｒｉｔｃｕｅａｄｒｆｅｅｔｃｉ，ｉａｏａｖｒｅｒｐｒｎｅｔａｒｍｏｅｔｏｃｏＳｈｍｔｆａｌｅｓｒｔｒｎｅｉｕｅｔｗｈｌｈｓｄｅｓｏｐｔｕｎｃｅｎｅｅｔｎｔｅｇａｈｔｔｃｕｅｎｒｈｌｇｅ．ａｍａｌａｏｎｓｏｎｄｓｏｖｄｉｕｔｎｔａｆｃｓｏｈｒｐｉｓｕｔｒｓａｄｍｏｐｏｏｉｓＴｈｔｓｌｍｕｔｆＳｉｌｅｎａｓｉｃｎｅｒｓｅｅ
ｐａｌｅｂｔａｓｅｉｅｔｅｐａｌｅＷｈｎｓｍｅｐｇｉｏｓｕｅｏｐｏｕｅｇａｒｎｃｓｉｇｃａｋｏｅｒｔ，ｕｌｏｒｆｅｒｉ．ｉｎｈｔｅｏｉｒｎｗａｓｄｔｒｄｃｒｙｉａｔ，ｒｃｒｏｎ
关键词：Ｓ；灰铸铁；金相组织；力学性能；铸造性能ｎ中图分类号：Ｔ４．文献标识码：ＡＧ１３２文章编号：１０— ９７（０２１０１—８０１４７２１）０— ０７０
ＥｆｃｆＴｒｃｎＭｉｒｓｒｃｕｅａｄＰｒｐｒｉｓｏｆｔｏａｅＳｎｏｃｏｔｕｔｒｎｏｅｔｆｅｅＧｒｙＣａｔＩｎａｓｏｒ
Ｊ．２１ａｎ０２Ｖ０．ＮＯ．Ｉ６１１
铸
造
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ＦＮＤＯＵＲＹ
ห้องสมุดไป่ตู้
微量Ｓ对灰铸铁组织和性能的影响ｎ
王敏毅，黄，一颖，林有希
（．１福州大学机械工程及自动化学院，福建福州３００；２福州职业技术学院，福建福州３００；５１８．５１８
Ａｂｔｃ：Ｓｓａｌｙｎｌｍｅｔｉｅｇａａｔｉｎｎｔｏｌａｔｏｇｙｐｏｔｅｆｒｔｎｏｓａｔｒｎａｎａｌｉｇｅｅｎｎｔｒｙｃｓｒｏｎｙｃｎｓｎｌｒｍｏｅｔｏｍａｉｆｏｈｏｒｈｏ