铸铁中微量元素分布规律的异化及应用

#$、 %&、 ’( 偏析在石墨上。 由于 #$ 、 微量 （ *） %&、 ’( 偏析在 ) 型石墨上， 的 #$ 、 %&、 ’( 又可对基 体 起 强 化 作 用 ， 所 以 用 含 #$、 %&、 ’( 铸铁制取 ) 型石墨铸铁特别有利。 （ + ） 含 #$ 、 %&、 ’( ) 型石墨铸铁具有比片状
铸 铁 的 氧 化 性 能 比 .11 2 下 的 抗 氧 化 性 能 强 得 多。 这是因为 #$ 、 %&、 ’( 都是促进珠光体生成的元 珠光体中的渗碳体分 素。 加热到 .11 2并保温时， 解， 析出石墨而发生膨胀， 引起铸件裂纹而使铸铁 的抗氧化性能明显下降。虽然这样， 两个温度下 ) 型石墨铸铁的氧化增重分别比片状石墨铸铁减少
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基体组织 由于#$ 、 %&、 ’( 都是促进和稳定珠光体生成的
元素， 可避免)型石墨析出时生成铁素体可能造成 的力学性能的下降， 所得到的) 型石墨铸铁基体组 织以珠光体为主 （ 图!） 。
34516-,!5,6和 !5416-*45*6。
表 " ) 型石墨铸铁的力学性能
)型石墨铸铁由于石墨细小（ 图 3），组织致 （ 表"） 。可 密， 具有优于%型石墨铸铁的力学性能 以看出， 在金属型中制取的)型石墨铸铁的力学性 能比砂型中制取的)型石墨铸铁高得多。 而在砂型 中制取的)型石墨铸铁以亚共晶和共晶为佳， 可以
图! 铅、 砷、 锡对铸铁抗拉强度的影响
"#$%! &’()*+’,+ -( ./ ， 01， 2’3 4’ -’ 5+’1#)+ 156+’$57 -( ,215 #6-’
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元素的异化行为对铸铁性能的影响 从上面分析可以看出， 铅、 砷、 锡在不同石墨
形态的铸铁中的分布是不一样的。而且铅、 砷、 锡 在微量存在的情况下都在一定程度上有提高铸铁 力学性能的作用。当铸铁中的碳以 8 型过冷石墨
废钢配制铁液， 待 铁 液 温 度 达 到 D <;;LD <<; M 时，用钟罩将 ./、 01、 4’、 0)、 H# 等金属颗粒分别压 入试验铁液中。 铁液成分 （
: N O =）为!%D<L!%?> P；
D%QD L9%!> 4#； ;%<Q L;%RQ S’； ;%;> L;%;Q .； ;%;!< L ;%;?D 4。微量元素的加入量为铁液量的;LD=。 &$! ’型石墨铸铁熔炼 制 取 8 型 石 墨 铸 铁 的 铁 液 是 用 龙 岩 KD> 生 铁 和废钢配制的。龙岩生铁 成 分 （ : N O = ）为 ： >%!; P； D%>D 4#； ;%?R S’； ;%;<> .； ;%;DD 4； ;%;;?Q ./； 同时 ;%;<T 01； ;%9D9 4’； ;%;< U； ;%;R; H#； ;%;D 0)， 加入规定量的0)、 H#并进行孕育处理后浇注。
《 现代铸铁》 !""#$%
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（ !）微锑灰铸铁的回炉料， 回炉熔化时， 锑的 烧 损 约 为 "#$%&#$ 。 在 计 算 铁 液 中 锑 的 加 入 量 时，应考虑微锑灰铸铁回炉料带进的锑含量及锑 的收得率。 （ ’）微锑灰铸铁的回炉料应 加 强 管 理 ， 单独 堆放， 供回炉使用。 这样， 一方面节约了锑， 另一方 面也避免了污染其他铸件。 为 “ 稳定剂”加入微量锑， 防止铁液质量波动， 藉 以稳定生产。 （ & ）不具备生产高强度灰铸铁条件的某些企 业， 可作为 “ 强化剂”加入微量锑， 藉以提高灰铸 铁性能。 （ ) ）在牌号多， 生产量少的灰铸铁熔炼中， 可 在低牌号的铁液中加入微量锑， 作为 “ 调节剂” ， 藉以满足高牌号铁液和多品种生产的需要。 （ ( ）生产耐磨性、 耐热性 使 用 性 能 要 求 较 高 的铸件。
:5(,1+2,： 4BM X,2WV,0CW,P. VMFC5EV,W,M2 PY 2PNM WVERM M5MNM.W2 2CRB E2 /0 ， 12 E.X +. ,. EVME2 PY X,Y7 YMVM.W NPVZBP5PF,M2 PY FVEZB,WM [MVM YPC.X X,YYMVM.W ： WBM WVERM M5MNM.W2 RP.RM.WVEWMX [,WB,. WBM NEWV,J 2WVCRWCVM ,. WBM 17WQZM FVEZB,WM EVME ； WBMQ RP.RM.WVEWMX< BP[MUMV ， P. WBM FVEZB,WM ,. WBM =7WQZM FVEZB,WM EVME\1ZZ5Q,.F WBM2M X,2WV,0CW,P. RBEVERWMV,2W,R2 PY WVERM M5MNM.W2， ,W ,2 ZP22,05M WP ZVPXCRM /0， 12， +. 7 RP.WE,.,.F =7WQZM FVEZB,WM RE2W ,VP. BEU,.F MJRM55M.W NMRBE.,RE5 ZVPZMVW,M2\4BM NP2W ENPC.W PY WVERM M5MNM.W2 ,. WB,2 WQZM PY RE2W ,VP. [PC5X RP.RM.WVEWM P. WBM FVEZB,WM E.X 5P2M WBM,V BEVNYC5 MYYMRW ， BP[7 MUMV< E 5,WW5M ENPC.W PY WBMN [PC5X 0M VMWE,.MX ,. WBM NEWV,J 2WVCRWCVM E.X BEUM WBM MYYMRW WP ,.RVME2M WBM NMRBE.,RE5 ZVPZMVW,M2\ <3= >-19(： WVERM M5MNM.W2； =7WQZM FVEZB,WM RE2W ,VP. ； X,2WV,0CW,P. VMFC5EV,WQ
表*
不同温度下铸铁的氧化增重
S0$5* WEAO0CAI( BDIPCN IJ G0&C ADI(& 0C OAJJHDH(C CHRMHD0CFDH
温度 T 2 氧化增重 T RB ・ GRK* 片状石墨铸铁
) 型石墨铸铁 1544;-15.,3 *541.-+53!.
,11 .11
*5".4 +54*!
图D
:（ ./ ）为 ;%;;?<=铸铁中的 8型石墨 E 未腐蚀 F D;;@
析出时， 铅、 砷、 锡大部分在石墨区偏析， 小部分残 留在基体里， 同时微量的铅、 砷、 锡的存在都有促 进珠光体析出、 强化基体的作用， 因而能提高铸铁 力学性能。
"#$%D 8A5GC+ $62C7#5+ #’ 57+ ,215 #6-’ ,-’52#’#’$ ;%;;?<= ./E*’+5,7+3F D;;@
获得较高的力学性能。
S0$5" /HGN0(AG0> MDIMHDCAH& IJ )KCLMH BD0MNACH G0&C ADI(
铸型 碳当量 T 6
!
$
T /#0
UV *++-*,3 *+3-*!. *33-*,, *4*-++"
+5;*-!514
砂型
*"15,;-*4,5;" **!5*!-*,1513 *";513-*+;531 *,,5*.-+,.54"
"#$%9 8#((+6+’5 3#156#/*5#-’ 6+$*)26#5#+1 -( ./ #’ 26+21 -( ;%<= ./A,-’52#’#’$ ,215 #6-’ :#57 3#((+6+’5 B-6C7-)-$#+1 -( $62C7#5+% （ +5,7+3 :#57 >= ’#52) ） ?9;@
(
适用场合
（ "）高强度灰铸铁 （ 孕育34;#$% &$’%(’’$")
铸铁中的存在形态和分布形式。本研究的目的是 利 用 ./、 01、 4’、 0)、 H# 等 微 量 元 素 在 铸 铁 中 0 型 石 墨区和8型石墨区有着不同的分布， 适当地加以控 制， 获得良好的力学性能。
&’((’)’*+,’-. -/ 01+23 4*3)3.,( &’(,1’56,’-. ’. 7+(, 81-. +.9 8,( :;;*’2+,’-. @A +BC7D,E.F， *GHI @,7J,E.F， @K LCM7NM,， @AI O,EP7Q,.F ， *GHI +BEP7RBC.
（ SCTBPC K.,UMV2,WQ ， SCTBPC )9###& ， *B,.E ）
9
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试验结果及分析
元素分布 试验表明，当铅的质量分数超过 ;%;;?<= 时，
铸铁中出现网状8型石墨 （ 图D） 。 砷的质量分数超 过 ;%;><= ， 锡含量较高时， 也会有 8 型过冷石墨出 现。 对试样的波谱分析表明， 铅、 砷、 锡等微量元素 在铸铁中的分布情况是不一样的。在0型石墨区， 这些元素偏析在基体内（ 图 9， 2），而在 8 型石墨 区， 这些元素偏析在石墨上 （ 图9， /）。
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文章编号6"##)78)(9:&##);#)7##997#)
问 题 讨 论