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硫和錳對(duì)床身鑄件組織與性能的影響
硫和錳對(duì)床身鑄件組織與性能的影響
床身鑄件|大型灰鐵鑄件|機(jī)床床身硫在鑄件中是有害元素。硫可以完全在鐵液中，但在固態(tài)的奧氏體、鐵素體中的溶解度卻很小。當(dāng)硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)0.02%時(shí)就能形成獨(dú)立的硫化物，根據(jù)結(jié)晶條件和含錳量的不同，其存在形式也不同。當(dāng)鑄鐵中無(wú)錳或含錳較低而且冷卻速度較大時(shí)，在晶粒邊界處能形成三元共晶體fe-fe3c-fes其中0.17%c，31.7%s熔點(diǎn)975℃或二元素共晶體fe-fes，其中36.5%s以及其他富鐵硫化物。當(dāng)含錳高時(shí)則能形成高熔點(diǎn)mns和高錳硫化物。力在鑄鐵中因能增強(qiáng)fe-c原子間的結(jié)合力，所以促進(jìn)使鑄鐵按介穩(wěn)定系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)晶，能較強(qiáng)烈地阻礙石墨化。特別當(dāng)冷卻速度較快，碳硅量較低時(shí)，硫阻礙石墨化的作用就更顯著，鑄鐵白口化的傾向也越大。通過(guò)是況可以清楚地看到硫阻礙石墨化的作用硫在鑄鐵中還惡化鑄鐵鑄造性能，如降低流動(dòng)性，容易產(chǎn)生裂紋等。因此硫在灰鑄鐵中一般應(yīng)限制在0.12%一下。錳在鑄鐵中是作為有益合金元素加入的因一般鑄鐵中皆含有硫，故錳的作用首先表現(xiàn)在抵消硫的有害作用上錳和硫之間有比較大的親和力。硫化錳的熔點(diǎn)為1610±10℃高于一般沖天爐鐵液的溫度所以子啊鐵液中多呈固體質(zhì)點(diǎn)存在，因其密度小能從鐵液中浮出，或呈顆粒狀?yuàn)A雜物存留在鑄鐵中，故可大大減弱硫的有害影響為了減弱硫的有害作用。式中Mn----鑄鐵中錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
S--------鑄鐵中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
錳在鑄鐵中的獨(dú)立作用，只有在它與硫的化學(xué)反應(yīng)后所剩余的部分才表現(xiàn)出來(lái)。在鑄鐵中，錳可以溶解在基體中如在鑄鐵素體中形成置換固溶體，也可溶解在滲碳體中形成femn3c。錳溶解在滲碳體中可增加鐵與碳的結(jié)合力所以錳是一種阻礙石墨化的元素它可增大鑄鐵的白口深度，增加化合碳的數(shù)量。因鑄鐵中都在一定數(shù)量的硫錳首先和硫的反應(yīng)，抵消硫的阻礙石墨化的作用。因此在有硫存在的鑄鐵中提高含錳量，開(kāi)始是促進(jìn)石墨化只有當(dāng)錳超過(guò)抵消硫所需的含量時(shí)錳的阻礙石墨化的作用才明顯地表現(xiàn)出來(lái)。在灰鑄鐵中通常硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.08%~0.15%范圍時(shí)約需要0.4%~0.6%的錳與硫作用當(dāng)錳超過(guò)這個(gè)數(shù)量時(shí)才能開(kāi)始增多珠光體和化合碳量所以錳加入鑄鐵中，開(kāi)始不但不增加硬度而且有使鑄鐵軟化的傾向只有當(dāng)含錳量繼續(xù)增加達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，鑄鐵的強(qiáng)度、硬度才有所提高。這主要是使鑄鐵基體中珠光體量增多珠光體細(xì)化所致。為保證鑄鐵得到珠光體基體，通常錳的質(zhì)量分時(shí)應(yīng)在0.6%～1.2%范圍內(nèi)。當(dāng)錳過(guò)高，超出1.5%時(shí)鑄鐵中易出現(xiàn)自由滲碳體。
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