微量元素对球铁影响

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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

ＣｉｉｚｏＷＡＧＪｇｈａ，ＨＮｏＷＥｏｋｎＹＵＭｉｇ，ＡＯＪｎｂｎ２ＷＥｕｎ — ｉａＱ—ｈｕ，Ｎｎ— ｕＡＧＤｕ，Ｉ — ａｇ，ＯｎＹｕ— ａｇ，ＮＧａｇｍｎｉＺＢ
（．ｕｚｏｇＳｉｃｎｅｈｏｙＵｉｅｓｙＷｕａ４０７，ｈｎ；．ｏｎｒ— ｏｇ，ｈｎｘｅｖｃｉｅｙＣｏ．１ａｈｎｃｎｅａｄＴｃｎｇｎｖｒｉ，ｈｎ３０４Ｃｉ２ＦｕｄｙＦｒｅＺｏｇｉＨａｙＭａｈｎｒＨｅｔａｎ．
墨生长的稳定性；晶界上Ｖ、ｉ而Ｔ的偏析和球化元素Ｍｇ或ＲＥ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４１３）７０９
ｂｕｎｒｅｓｒｙｄｓａｌｔｆａｓｅｉｅｓｅｌａｉａｐｉｅｄｅｒｔｏ．Ｈｏｖｒｉ ’ ｓｉｌｙａｉｒｃｍｏｔｏｄａｉｓｄｅｔｏｅｔｂｉｉｙｏｕｔｎｔｈｌｓｃｕｓｎｇｇｒｈｔｅｇｎｅａｉｎｗｅｅ，ｔＳｐｏｓｂｅｂｄｄｎｇｔａｅａｕｎ

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。

各种少量-微量元素在铸铁中作用

通常很多元素在铸铁中的含量是很少的，但是会对组织和性能有很大的影响。

一些是工艺添加的，但还有一些是原材料中带入的。

这些元素中的一些元素对铸件是有益的，特别是在灰铁当中；但也有一些元素是非常有害的应该尽可能避免的。

以下表格列出了这些元素的通常来源、通常的含量范围及主要作用。

这些元素中的一些元素作为主要工艺添加元素不被包含在下列表格中。

Al铝铝脱氧废钢、孕育剂、铁合金、轻合金零部件、工艺添加最大 0.03 在薄壁铸件中超过0.005%的Al含量就会促进氢气孔的产生。

中和氮；促进渣的形成。

超过0.08%的含量就会对球型石墨不利。

可以被铈中和，同时有强烈的稳定石墨作用。

Sb锑废钢、搪瓷釉废料、轴承壳体、工艺添加最大0.02 强烈的珠光体和渗碳体促进作用。

在没有稀土元素中和的情况下，抑制球型石墨产生。

As砷生铁、废钢最大0.05 强烈的促进珠光体和碳化物，改善球型石墨形状。

Ba钡含钡孕育剂最大0.003 促进石墨形核和减少衰退，降低白口倾向和促进石墨形成。

Bi铋工艺添加，铸型涂料中含铋很少超过0.01 促进白口化和非预期石墨形态。

在含稀土元素（铈）的球体俄中能够增加石墨球数，过量的石墨球可能产生缩松问题。

B硼搪瓷釉废料、工艺添加硼铁最大0.01 超过5PPM促进铁素体形成，超过10PPM促进碳化物形成（特别在球铁中），超过20PPM促进可锻铸铁的回火效果。

Ca钙铁合金、球化剂、孕育剂最大0.01 提高球型石墨圆整度，改善石墨形核，减少白口倾向和促进石墨化。

Ce铈大部分镁合金或者以铈镧稀土合金或者其它稀土形式添加最大0.02 通常不在灰铁中使用，在球铁中主要是消除有害元素，改善石墨球圆整度。

在偏析的时候会对碳化物其稳定作用。

Cr铬合金钢、涂铬层、一些生铁、铬铁最大0.3 促进白口化和珠光体形成，增加强度。

球体中高于0.05%的含量形成碳化物偏析。

Co钴工具钢最大0.02 在铸铁中午显著影响Cu铜铜线、铜合金、废钢、工艺添加最大0.5 促进珠光体、改善强度、在球体中减少铁素体形成。

影响球化效果的6种因素，做球铁产品的，一定要牢记！

影响球化效果的6种因素，做球铁产品的，一定要牢记！联合铸造昨天1、原材料使用废钢方面，由于货源不固定，因而造成成分的波动与偏差，如果是生产铁素体基体材质的铸件，则应选用碳素钢成分的废钢，例如A3钢、45钢等角钢、工字钢等；也可以适度用些不含Cr的合金钢。

在外观方面，最好不得有铁锈、油漆、油圬以及焊缝等，因为铁锈主要是FeO等，在球化反应时会消耗Mg元素，影响球化率；油漆尤其是橘黄色、绿色，是由含Pb约64%和Cr约16.1%的颜料配置而成；焊缝金属一般含有O、H、S、P、Sn、Pb等有害杂质，这些干扰杂质元素，尤其是Pb会进入铁液之中，直接会是石墨形态变异。

尽量少用表面附着较多的煤（煤中S、P含量高）、或铁锈的废钢，以及废钢中夹杂锌、铝、铅、铬、铜等反球化元素，上料工一定要多加注意不能用不明来源的废生铁铸件和玛钢件。

增碳剂一定要保持干燥，受潮后的增碳剂会导致铁水中含O、H 等元素增加，造成铁水过度氧化，影响球化效果。

2、出炉温度出炉温度尽量控制在1480-1500℃，在球化包温度较低时，可以适当提高10-30℃。

但最高不能超过1538℃的临界温度。

否则会造成球化反应剧烈（过度烧损球化剂）、夹渣、冷隔等现象。

3、捣包捣包注意：①填充后应进行紧实，使合金之间的空隙或缝隙最小，堆积密度最大；也就是必须分层用力捣实，②必须有覆盖物，覆盖物可以说是千差万别，主要目的是延缓起爆、预处理等，③现场操作操作注意一定要覆盖严实，不要有缝隙，充分体现既覆又盖的目的；④覆盖后的体积最好和处理包凹槽相吻合。

4、扒渣扒渣应迅速和彻底，防止铁水回硫，第二次氧化5、覆盖扒渣后，覆盖足量的保温剂，保证铁水温度下降缓慢，利于浇注。

6、浇注时间浇筑时间尽量在12分钟内完成，以免温度过低和孕育衰退。

球铁800化学成分

球铁800化学成分全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：球铁800是石墨球铁的一种，其主要成分为铁、碳、硅和锰等元素。

球铁800的化学成分是经过精心设计和调配的，以满足特定的使用要求。

球铁800具有优异的机械性能和耐磨性，适用于各种高要求的工程应用。

铁是球铁800的主要成分，占比超过90%，铁是球铁的基础元素，它提供了球铁800的强度和韧性。

碳是另一个重要的成分，通常占比在2%-4%之间，碳的含量影响球铁的硬度和磨损性能。

硅是球铁800中的另一种重要元素，硅的含量通常在1%-3%之间，硅可以提高球铁的热稳定性和耐热性。

锰是球铁800的另一种关键元素，锰的含量通常在0.5%-1%之间，锰可以提高球铁的硬度和抗疲劳性能。

除了上述主要成分外，球铁800还含有少量的其他元素，如磷、硫、铬等。

磷和硫是常见的杂质元素，它们的含量会影响球铁的冷脆性和疲劳性能。

铬是一种有益的合金元素，它可以提高球铁的耐磨性和抗腐蚀性能。

球铁800的化学成分是经过精确设计和控制的，以确保其符合特定的标准和要求。

制造球铁800的关键是精确控制各种元素的含量和比例，以达到所需的性能。

球铁800通常通过熔炼、浇铸和热处理等工艺来制备，确保其结构和性能达到设计要求。

在工程应用中，球铁800具有一些显著的优点。

球铁800具有优异的机械性能，包括高强度、高硬度和良好的韧性。

球铁800具有优异的耐磨性能，适用于各种高磨损的环境。

球铁800还具有良好的耐热性和热稳定性，适用于高温环境下的使用。

球铁800是一种优秀的工程材料，其化学成分经过精心设计和调配，具有优异的机械性能和耐磨性。

在各种高要求的工程应用中，球铁800都能够发挥出色的性能，受到广泛的应用和认可。

在未来，随着技术的不断发展和进步，球铁800也将继续不断优化和升级，为更广泛的应用领域提供更好的解决方案。

第二篇示例：球铁800是一种热处理球化铁的品种，根据化学成分的不同可以分为球铁800-2和球铁800-3。

锰及其合金元素对球铁性能的影响

锰及其合金元素对球铁性能的影响锰对球铁性能的影响铁水经球化处理后。

球铁中的锰能稳定和细化珠光体。

锰溶于铁素体中可以提高强度、硬度。

锰是较弱的碳化物稳定元素，锰溶人Fe3C形成的(Fe，Mn)3C随锰量变化而改变分布形态。

锰量低时，渗碳体在晶界上以孤立状态分布，锰量增加时逐渐形成网状，使球墨铸铁的塑性、韧性下降。

为获得高强度、高塑性的铸态珠光体球铁，试验研究了锰对球铁性能的影响，由试验数据绘制的曲线如图l。

由图1可知，随着锰含量的增加。

组织中珠光体量增加，抗拉强度、硬度增加，但伸长率下降。

还可看出，锰的影响作用是变化的．存在一个锰含量临界区间(质量分数约0．8％～O．9％)，在这个临界区间之内，锰对球铁的影响比较显著，在这个临界区间之外，影响较为平缓。

因此，要获得高塑性，锰含量应小于临界区间；要得到高强度，锰含量应大于临界区间。

锰含量影响性能的原因是锰含量低时，锰溶于铁素体起固溶强化作用，锰含量高时，锰还取代铁或与铁、碳形成合金渗碳体(Fe,Mn)3C。

这种合金渗碳体以珠光体形式出现，则有利于珠光体形成并细化珠光体，明显提高强度、硬度，并降低塑性。

而在珠光体量足够高时(约80％)锰促进和细化珠光体作用减弱，性能变化不大。

锰铜对球铁性能的影响锰促进和细化珠光体。

但由于锰的偏析，因而用锰合金化来获得全部珠光体组织会带来一些缺陷，因而采用不同的锰量和铜量来配合，获得不同的球铁性能。

在球铁中最常用的合金元素是铜，铜是中等促进石墨元素，它能稳定奥氏体，提高奥氏体壳的稳定性，有利于得到圆整石墨。

在共析转变时，进珠光体的能力为锰的3倍。

所以随着铜的增加，球铁中的石墨较为圆整。

由图2可知，在锰含量一定时，随着铜含量增加，球墨铸铁的强度增加，伸长率下降；锰含量低时曲线斜率大，锰含量高时曲线斜率小，这意味着铜加入量少时影响较大。

锰含量低时，曲线的斜率较大，变化速度快，说明铜形成和细化珠光体的能力强；锰含量高时，曲线的斜率小，变化速度慢，铜的作用减弱。

微量元素对球铁影响

含量（％）
组织
力学性能
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
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
提高
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
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

铸造技术：锰、磷、硫对球墨铸铁质量的影响

铸造技术：锰、磷、硫对球墨铸铁质量的影响锰锰扩大奥氏体相区，扩展相区的程度随锰含量上升而增加。

球墨铸铁中锰的凝固分配系数约为0.7，凝固时锰偏聚于液相。

在固态相变过程中，锰原子的扩散比碳原子困难，扩散速度远低于碳原子，导致含锰较高的铸件相变阻力增加，并阻碍铁原子扩散，减缓慢奥氏体分解速度，增加共析转变过冷度，加长转变孕育期，使避免珠光体转变的临界冷速降低。

在较低的共析温度下，共析转变速率加快，奥氏体中的碳原子迁移变得困难，因而锰抑制铁素体形成，从而提高基体中珠光体体积分数。

可以利用调节锰量来改变基体中铁素体和珠光体含量的比例，改变铸件性能。

锰使共析温度显著下降。

球墨铸铁中每增加1%锰，共析转变温度下降约20度。

表明锰增加奥氏体共析转变过冷度。

在较低温度下，转变阻力增大，奥氏体稳定性提高，并可使共析转变产物细化。

含锰量达到一定程度后，奥氏体能够保留到室温。

锰减少共析组织含碳量。

当基体含锰量不太高时，每1%的锰约可使共析组织含碳量减少0.05%--0.06%。

加锰使共析点移向相图左下方。

奥氏体共析转变中锰原子有助于较厚球墨铸铁件淬火硬化。

锰溶入铁并与碳化合形成渗碳体。

在此化合物中，锰原子部分取代铁原子，使化合物的结合键加强。

存在共晶组织或共析组织中的这种碳化物都是稳定R .微区分析结果表明：球状石墨周围含锰量比奥氏体晶界处的含锰量低数倍，这是因为锰原子的扩散速度低于碳的扩散速度，导致共晶转变结束后的晶间残留熔液相，锰浓度远高于铸件平均浓度。

共晶转变完成后，晶界上将会析出晶碳化物。

随着铸件含锰量增加，碳化物体积分数随之增大，甚至能形成断续网状或连续网状碳化物，降低铸件塑韧性。

因此制造塑韧性要求较高的铁素体球墨铸铁时，铸件含锰一般应限制在0.2%以下。

球墨铸铁的几种常存元素中，对珠光体体积分数影响显著的是锰。

长期生产珠光体球墨铸铁的经验表明，厚度25mm以下的镁球墨铸铁中锰=0.3%--0.5%时，基体中珠光体含量一般在60%--80%。

几种主要元素对球铁的影响

几种主要元素对球铁的影响[ 录入者:admin | 时间:2008-01-04 12:59:45 | 作者: | 来源: | 浏览:584次] 碳碳促进石墨化，减小白口倾向，即减少渗碳体、球光体、三元磷共晶，增加铁素体，因而降低硬度，改善加工性。

碳促进镁吸收率的提高，改善球化。

它改善韧性，使脆性转变温度略有降低。

由于石墨呈球状，适当提高含碳量并不削弱力学性能。

碳改善流动性，增加凝固时的体积膨胀。

CE4.6～4.7%时流动性最好，凝固时体积膨胀大，铸型刚度大时促使减少缩松，刚度小时则增加缩松。

碳提高吸振性、减摩性、导热性。

含碳量过高引起石墨漂浮，恶化力学性能。

硅硅是孕育剂的主体，是促进石墨化的元素，在铁水中提高碳的活度，使铁水中形成高硅浓度和过冷小区而起到孕育作用，硅同时也是一个“运载工具”，将其它“活性元素”带入到铁水中去，高硅浓度小区和过冷小区的出现也为其它元素发挥作用创造条件。

其实，这些添加元素在单独微量使用时，几乎也都是孕育元素，能抑制白口，改善组织，提高性能。

锰锰在一次结晶过程中强烈增加渗碳体稳定性，促进形成(Fe、Mｎ)3C。

少量的锰可以作为合金元素而发挥作用。

此时，锰的作用就是形成碳化物和珠光体。

在球铁凝固时，锰使白口倾向增加。

由于球铁具有粥样的凝固方式及白口倾向。

为此，要尽量把球铁的含锰量保持在最低的水平。

磷磷是随金属炉料（生铁、废钢、回炉料、铁合金等）进入球墨铸铁中的，磷不影响球化，却是有害元素，它可以溶解在铁液中，降低铁碳合金的共晶含碳量，其降低的碳量相当于它含量的1/3。

P＞0.05%时易偏析于共晶团边界形成二元或三元、复合磷共晶，严重恶化力学性能。

磷有微弱的石墨化作用。

硫硫是反石墨化元素，属于有害杂质。

它随金属炉料、燃料带入球墨铸铁中，因而，在球墨铸铁中总有一些硫。

硫与镁、稀土亲和力很强，消耗铁液中的球化元素镁和稀土形成MgS、RES渣。

由于硫的消耗作用使有效的残留球化元素含量过低则降低球化率。

微量铋、锑元素对大断面球墨铸铁的影响

收稿日期：2013-08-28稿件编号：1308-326作者简介：曹伟康（1962-），男，高级技师，从事铸造生产工作1概况随着球墨铸铁件的广泛应用，对球铁的理化性能要求也越来越高，除常规的强度、硬度、球化等级等指标外，也提出了如单位面积的石墨球个数、单一基体的纯净度、低温冲击等特殊性能要求。

而其中的大断面球墨铸铁件，由于生产成本低廉，可以替代以往的钢件或铜件，使得其在各个领域的应用越来越广泛。

但这类球铁铸件，由于冷却缓慢，凝固时间长，若存在过量干扰元素或缺乏石墨核心时，在其心部极易出现球化和孕育的衰退现象，使球铁组织中出现团片状、蠕虫状、碎块状等变异石墨，导致球铁力学性能下降。

通过研究，在实际生产中以适当的比例加入某些微量元素（如Bi 、Sb 、Pb 、Sn ），在采用稀土镁硅合金作为球化剂时，控制稀土元素和微量铋、锑元素的比例，就可消除变异石墨，改善基体组织，满足一些特殊性能要求。

关于球铁石墨变异的原因，有很多说法，其中比较一致的看法是：主要在共晶凝固初期，缺乏石墨的异质形核核心所致。

而含有稀土和Bi 、Sb 的高熔点复杂化合物能作为石墨的结晶核心，数量众多，且比只含有稀土元素的核心更加稳定，如此就能促使石墨球数增加，形状更加圆整，变异石墨基本消失。

通过实践，球铁中加入Bi 、Sb 元素，含量控制在某一范围内时，表现出上述的有益作用，而过量时，则体现出对石墨形态的危害。

同时研究也表明，铁液中适量的稀土元素不仅能大大扩大Bi 、Sb 元素的加入范围，而且还和Bi 、Sb 元素共同产生作用，使得效果比单一加入Bi 、Sb 元素更好，但稀土元素和Bi 、Sb 元素之间应有一个合适的比例，否则也无法取得预期的效果。

对于镁球铁，有研究报道，在25mm 厚基尔试块的检验结果中，当Bi 元素的加入量超过0.003%时，就可能产生片状石墨，当Bi 元素加入量达0.006%时，球状石墨完全消失。

在一定范围内，随着球铁凝固时间的缩短，Bi 元素的加入量可适当增加。

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球墨铸铁是一种高强度、高韧性和耐磨性能优异的材料，广泛应用于汽车、机械、航空航天、建筑等领域。

为了保证球墨铸铁的性能，需要控制微量元素和合金元素的含量。

1. 稀土元素：添加稀土元素可以提高球墨铸铁的强度、韧性和耐磨性能。

稀土元素可以加强球化剂的活性，促进球化反应的进行，并且与碳化物形成化合物，提高石墨颗粒的生长速度和形态。

2. 立方晶增强元素：立方晶增强元素包括Ni、Cu、Mo等，它们可以促进面心立方晶的形成，提高球墨铸铁的强度和硬度。

但是，过量的立方晶增强元素会导致球墨铸铁的韧性下降。

3. 结构调节元素：结构调节元素包括Cr、Mn、Si等，它们可以稳定铸铁组织，提高球墨铸铁的强度和耐磨性，但会影响球化效果。

4. 碳化物形成元素：碳化物形成元素包括Cr、Mo、V等，它们可以与碳形成稳定的碳化物，提高球墨铸铁的硬度和耐磨性。

5. 氧化物形成元素：氧化物形成元素包括Al、Ti等，它们可以与氢氧化物形成氧化物，消除铁水中的气体和杂质，改善球化效果。

在选择球墨铸铁的微量元素和合金元素时，应该根据具体应用场景和材料性能需求进行选择和控制。

同时，还需要优化生产工艺，保证合金元素的均匀分布，并细化铸件组织，以提高球墨铸铁的性能。

球铁的主要微量元素,它们的作用是什么？

问题：球铁的主要微量元素，它们的作用是什么？
1) 碳和硅是组成球铁的基本成分
碳是石墨源泉，碳量不足铁水凝固时石墨就少，因此要求铁水中要有足够高的含碳量；硅是为了保证石墨化和控制机体组织而加入的，硅量不足，铁水凝固的石墨化结晶就困难，尽管铁水在高碳前提下球化了，但不能保证凝固时的石墨化。

尽管碳和硅都是有利成分，但并不是越多越好。

2) 硫及磷对球铁冶金特性的影响
硫与球化元素反应生成硫化物，通过消耗镁而阻碍石墨球化作用；硫与锰形成硫化锰，它抑制球化石墨生长，起阻碍球化作用。

磷促进共晶阶段石墨化，但有阻碍共析渗碳体分解的作用，即阻碍了共析时的石墨化，磷过量还可能形成三元磷晶体，从而导致球管缩松或冷裂。

（备注：共晶和共析反应都会形成相应的成分，共晶是液相铁碳合金转变为奥氏体和渗碳体；共析是奥氏体转变为铁素体和渗碳体，即珠光体。

）
3）必要的合金因素
锰一般情况是炉料带入的，锰无石墨化作用，我们认为它或多或少与硫形成硫化锰，通过硫化锰而间接的阻碍球化。

总而言之，为了提高球化效果，圣戈班管道系统在工艺和质量控制上严格控制C、SI 含量，消除S、Mn的影响，有效控制P的含量，加上我们退火炉及其闭环反馈的全自动控制系统，使我们的球墨铸铁管成为以铁素体为主要成分，石墨球化级别很高的高性能材料，它不仅有良好的强度和硬度，而且有优异的塑性和韧性。

一般碳在3%到4%，硅2%到4%，硫不大于0.015%。

球铁典型铸造缺陷极其防止

球铁典型铸造缺陷极其防止1、球化不良与球化衰退（1）球化不良：球化不良是指球化处理没有达到预期的球化效果。

球化不良的金相组织为：集中分布的厚片状石墨和少量球状、团状石墨；有时还有水草状石墨。

随着球化不良的程度的加剧，集中分布的厚片状石墨的数量逐渐增多、面积增大，球化不良将使球墨铸铁的力学性能达不到响应牌号要求的指标。

关于球化不良产生的原因极其防止措施分述如下：1、原铁液含硫高硫是主要反球化元素，含硫高会严重影响球化，一般原铁液的硫的质量分数要小于等于0.06%。

为保证球化，当原铁液含硫量偏高时，必须响应地提高球化剂的加入量，含硫量越高，则球化剂的消耗量也越多。

2、球化元素残留量低为使石墨球化良好，球铁中必须含有一定量的残余镁和稀土，在我国现今生产条件下，残余镁量的质量分数不得小于0.03%，残余稀土量的质量分数不得小于0.02%。

3、铁液氧化原材料中铁锈、污染以及铁液在熔化与过热中的氧化，导致铁液中的FeO含量增多，因而在球化过程中要消耗更多的镁，致使残余镁量过低。

4、炉料含有反球化元素当反球化元素超出允许范围时，就会影响球化效果，要注意废钢中可能含有钛，还要注意电镀材料、铝销、铅系涂料进入冲天炉。

稀土有中和反球化元素的能力，根据我国原生铁中含有较多的反球化元素的情况，我国球铁中的残余稀土量比国外的要多。

5、孕育效果差由于孕育效果差，或者孕育衰退，均会造成石墨球数量少，使得石墨球不圆整。

6、型砂水分高、含硫量高由于界面反应，铁液中的镁与铸型表面中的氧、硫发生作用，致使铸件表面的残余镁量不足，形成一薄层的片状石墨。

解决的措施就是提高残余镁量，减少型砂含水量，型砂硫的质量分数应小于0.1%，或采用能获得还原性气氛的涂料。

在使用含硫硬化剂的树脂砂铸型中，可采用含有MgO、CaO的涂料。

2、球化衰退球化衰退的特点时：炉前球化良好，在铸件上球化不好；或者同一浇包的铁液，先浇注的铸件球化良好，后浇注的铸件球化不好。