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灰铸铁中的硫、磷是越低越好吗?

2023-02-10 10:53:06

灰铸铁中尤其是牌号较高的灰铸铁件,并不是硫、磷越低越好,而是应有一个适当的量。

1、硫对灰铸铁的影响

(1)含硫量对灰铸铁共晶团的影响:

由于硫化物可以作为共晶石墨形核的基底,同时又能抑制共晶团的长大,但是,硫又是促进铸铁形成白口的元素,所以,适当的硫量是有利的。

从减少白口的角度考虑,含硫量在0.041%时,白口宽度最小,无论孕育与否都一样,但共晶团数则处于中间状态。

(2)硫对灰铸铁机械性能的影响

试验表明:无论孕育或非孕育铸铁,当S(? )≤0.04%时,其布氏硬度随硫量的增加而迅速提高;当S>0.04%后,硬度的增加趋缓,含硫量在0.006%时,基体中有40%珠光体,而在含硫0.04%时,珠光体含量为100%,无论对于孕育或非孕育灰铸铁,其抗拉强度在S0.04—0.06%之间达到最大值,而且相对硬度达最低值。

同时,实验表明,当灰铁的含硫量低于0.04%时,难以使含Sr的Si—Fe发挥孕育作用


2、磷对灰铸铁的影响

对于薄壁的冰箱压缩壳铸件,虽然其化学成分规定C3.3—3.7%,Si1.8—2.7%,Mn0.3—0.7%,而P.S≤0.15%,最好P≤0.12%。

因为磷在灰铸铁中形成二元或三元磷共晶,而这些共晶体熔点比基体低,故容易引起铸件产生缩松冷裂等缺陷。但是,磷并不是越低越好,而是应控制在一定的范围内。

磷可以减弱灰铸铁件的机械粘砂和化学粘砂,从而可使铸件表面光洁。生产实践表明,当磷含量在0.02—0.04%时,铸件出现粘砂,而将含磷量增加至0.09—0.12%时,铸件粘砂就消失,并且铸件清砂时间可以减少35%。磷为什么有减少铸件粘砂的作用?铸件粘砂主要产生在热节处,尤其是内腔的热节处,而不是发生在铁水静压力最大的位置即铸件的下部。粘砂是发生在铸件的凝固过程,它是由铸铁共晶转变产生石墨化膨胀引起的。对于铁水中磷含量与铁水渗入深度的测量表明:含磷量越高,铁水渗入砂粒之间的深度越小。另外,铸件粘砂严重必导致强化抛丸,进一步造成铸件表面硬化,恶化加工性能。

(2)磷用于改善铸件的耐磨性和流动性。对于要求耐磨性较高的铸件如机床导轨、活塞环、缸套等,往往采用含磷的合金铸铁,如P—Cu—Ti铸铁,含P量也在0.35—0.65%;加磷的目的在于利用磷共晶的耐磨性达到减磨的目的。对于一些薄壁铸件和艺术铸件,为了使铸件轮廓清晰,表面光洁,通常都会加入适量的磷。如缝纫机铸件含P为0.3%,暖气片含P为0.4—0.5%,一些艺术铸件含P量甚至达1.5%。

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