許多元素都會(huì)以小量存在于鑄鐵中,并對(duì)鑄件的組織及性能產(chǎn)生明顯的影響。有些是有意加入的,而另一些則是來(lái)自于含有痕量雜質(zhì)的原料。在這些元素當(dāng)中,有的是有懊悔作用的,尤其是在灰鐵方面,而有些則是很有害的,必須盡可能加以避免。下表列出了這些元素的通常來(lái)源,可能出現(xiàn)的含量水平,以及它們的主要作用。表中未包括將其用作主要合金化元素的那些元素(例如Cr)
元素 | 通常來(lái)源 | 通常含量(%) | 在鑄鐵中的作用 |
Al | 鋁鎮(zhèn)靜廢料、孕育劑、鐵合金、輕合金零件及加入的鋁 | 達(dá)0.03 | 含量高于0.005%時(shí),可使薄壁件出現(xiàn)氫致針孔。抑制氮的作用。促使浮渣形成,高于 0.08%時(shí)對(duì)球狀石墨有害??捎肅e加以抑制。石墨的強(qiáng)穩(wěn)定劑。 |
Sb | 廢鋼、廢上釉搪瓷、軸承架、有意加入 | 達(dá)0.02 | 珠光體和碳化物的強(qiáng)促進(jìn)劑。沒(méi)有稀土?xí)r會(huì)阻止球化。 |
As | 生鐵、廢鋼 | 達(dá)0.05 | 珠光體和碳化物的強(qiáng)促進(jìn)劑。改善球狀石墨的形態(tài)。 |
Ba | 含Ba孕育劑 | 達(dá)0.003 | 改善石墨的成核和減少衰退。減小白口傾向和促進(jìn)石墨生成。 |
Bi | 有意加入、含Bi的鑄模涂料 | 很少高于0.01 | 引起白口和不良球形。增加含稀土(Ce)球鐵的球數(shù)。球數(shù)過(guò)多可引起收縮問(wèn)題。 |
B | 廢上釉搪瓷、成硼鐵有意加入 | 達(dá)0.01 | 高于5ppm促進(jìn)鐵素體的形成。高于10ppm促進(jìn)碳化物形成,尤其是在球鐵中。20ppm改善可鍛鑄鐵的退火。 |
Ca | 鐵合金、球化劑、孕育劑 | 達(dá)0.01 | 促進(jìn)石墨球的球化作用。改善石墨的成核。減小白口傾向和促進(jìn)石墨生成。 |
Ce | 大多數(shù)鎂合金或成鈰鐵或其它稀土源加入的 | 達(dá)0.02 | 灰鐵一般不用。抑制球鐵中的有害元素,改善石墨的球化作用。因析出而穩(wěn)定碳化物。 |
Cr | 合金鋼、鍍鉻鋼板、某些生鐵、鉻鐵 | 達(dá)0.3 | 促進(jìn)白口和珠光體生成。增加強(qiáng)度。含量大于0.05%時(shí),在球鐵生成碳化物析出物。 |
Co | 工具鋼 | 達(dá)0.02 | 在鑄鐵中無(wú)明顯作用。 |
Cu | 銅線、銅基合金、廢鋼、有意加入 | 達(dá)0.5 | 促進(jìn)珠光體。增加強(qiáng)度,削弱球鐵的鐵素體化作用。無(wú)有害影響。 |
H | 潮濕的耐火材料、鑄型材料和潮濕的添加劑 | 產(chǎn)生皮下針孔。有輕度的白口促進(jìn)作用。沒(méi)有足夠的錳去中和硫時(shí),促進(jìn)“反白口”產(chǎn)生,促進(jìn)粗大石墨生成。 | |
Pb | 舊油漆、某些搪瓷、易切鋼、鍍鉛錫合金鋼板、焊錫、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)沉積物。 | 達(dá)0.005 | 在灰鐵中造成尖角形和不希望的石墨組織。含量高于0.004%時(shí)急劇降低強(qiáng)度。促進(jìn)珠光體和碳化物。使球狀石墨形態(tài)蛻化。Pb對(duì)球鐵中石墨的影響是用稀土(Ce)進(jìn)行抵消。 |
Mg | 加入的Mg合金(球化劑) | 0.03—0.08 | 促進(jìn)球狀石墨在球鐵中的生成。穩(wěn)定球鐵中的碳化物。灰鐵不用。 |
Mn | 大多數(shù)生鐵、廢鋼、錳鐵塊或壓塊 | 0.2—1.0 | 通過(guò)生成MnS中和S。促進(jìn)珠光體形成。在球鐵中生成碳化物析出物。在高M(jìn)n和高S條件下,促進(jìn)氣孔的形成。 |
Mo | 再生生鐵、合金鋼、加入的鉬鐵 | 達(dá)0.1 | 弱珠光體促進(jìn)劑。提高強(qiáng)度。能促使縮孔和碳化物生成。 |
Ni | 鍍鎳板、廢鋼、精煉生鐵、NiMg合金 | 達(dá)0.5 | 量小沒(méi)作用。量大有石墨化作用。 |
N | 焦碳、滲碳劑、砂芯粘結(jié)劑、廢鋼、加入的滲氮錳鐵 | 達(dá)0.015 | 壓縮片狀石墨。促進(jìn)珠光體形成。提高強(qiáng)度。含量高時(shí)會(huì)在大斷面鑄件中造成裂紋缺陷。可用Al 、Ti和Zr進(jìn)行中和。對(duì)球鐵沒(méi)作用。 |
P | 含磷生鐵和廢鐵,加入的FeP | 達(dá)0.1 | 增加CEV。提高流動(dòng)性。形成磷共晶。高于0.05%時(shí)對(duì)球鐵有破壞性。高于0.04%時(shí),可造成金屬滲透。。 |
Si | 硅鐵合金,廢鋼、生鐵 | 0.8—4.0 | 促進(jìn)石墨化,減少白口,穩(wěn)定鐵素體,改善可鑄性。 |
S | 焦碳、滲碳劑、生鐵、廢鐵、加入的硫化鐵 | 達(dá)0.15(灰鐵) | 對(duì)組織和性能非常有害,除非用錳加以平衡。提高灰鐵對(duì)大多數(shù)孕育劑的敏感性。在球鐵方面,增加對(duì)Mg的需求。在球鐵中,S應(yīng)低于0.03%。 |
Sr | 含鍶孕育劑 | 達(dá)0.003 | 改善石墨在灰鐵和球鐵中的成核作用。,大大減少灰鐵的白口傾向。 |
Te | 易切削鋼、鑄型涂料,冷卻曲線的碳樣 | 達(dá)0.003 | 強(qiáng)烈促進(jìn)碳化物的生成。造成許多不理想的石墨形態(tài)。低達(dá)0.0003時(shí),也可看到它的作用 。在球鐵中,是通過(guò)同Mg和Ce的化合來(lái)減少它的作用。 |
Sn | 焊錫、鍍錫廢鋼、青銅零件,加入的錫 | 達(dá)0.15 | 珠光體的強(qiáng)促進(jìn)劑。提高強(qiáng)度。高于0.08%時(shí)使球鐵變脆。無(wú)其它有害作用。 |
Ti | 某些生鐵、某些油漆和搪瓷、CG鑄鐵回爐料、加入的Ti或FeTi | 達(dá)0.1 | 中和灰鐵中的N。促進(jìn)由鋁引起的氫致針孔。促進(jìn)過(guò)冷石墨在灰鐵中的形成。抑制蠕鐵中的球狀石墨。 |
W | 高速工具鋼 | 達(dá)0.05 | 很少??吹酱罅康?。珠光體的弱促進(jìn)劑。 |
V | 廢鋼、工具鋼、某些生鐵、加入的FeV | 達(dá)0.10 | 促使白口形成。細(xì)化片狀石墨。顯著增加強(qiáng)度。 |