怎样正确选择蠕墨铸铁件的化学成分?

怎样正确选择蠕墨铸铁件的化学成分?

蠕墨铸铁件一般是以铸态使用，为了稳定地生产蠕墨铸铁件，并获得所需的性能。因此不应忽视化学成分的正确选择。

1)碳、硅及碳当量      碳当量对获得蠕墨的影响甚微，但具有结晶过冷倾向，故碳当量应适当选得高一点，一般采用共晶附近的成分W_CE =4.3%~4.6%以有利于铸造性能。

在碳当量的条件下，高碳含量球状石墨形成，而低碳含量蠕虫状石墨形成，故在蠕墨铸铁中，应以低碳高硅为原则。碳，一般取tc3.0%-4.0%，较常用3.6%~3.8%，薄件取上限值，以免产生白口；厚大件取下限值，以免产生石墨漂浮。硅，对基体影响显著，主要依对基体要求而定，对于铁素体墨铸铁取W_Si2.6%~3.0%；对于珠光体蠕墨铸铁取W_Si2.4%~2.6%，此处的硅量系指经过蠕化和孕育处理后的终硅量。

(2)锰      W_Mn一般取0.4%~0.6%，对铁素体蠕墨铸铁应取低值，对珠光体蠕墨铸铁可取高值。但锰在常规含量内对石墨蠕化无影响，对稳定珠光体作用也并不那么明显。W_Mn在1.0%范围以内时，对蠕墨铸铁的强度、硬度、基体和石墨形态都没有明显的作用。但是，如果希望获得强度、硬度较高，且的珠光体基体的蠕墨铸铁件，则需将W_Mn增至2.7%左右，但此时易产生较多的渗碳体。

(3)磷      磷对石墨蠕化无显著影响，但磷量过高会形成磷共晶体，降低冲击韧度，提高脆性转变温度，使铸件易出现缩松和冷裂，一般W_p控制在0.08%以下，对于件(如甘蔗榨辊)可将W_p提高至0.20%~0.35%范围内，以保持基体中W_p含有4%~8%的磷共晶体。

(4)硫与氧      为了达到稳定地生产蠕墨铸铁，   重要的是控制原铁液的硫含量。因为蠕化元素加入铁液中   先消耗于脱硫及脱氧，当将铁液中W_S降至≤0.03%时，剩余蠕化元素才使石墨蠕化。因此，硫含量高不仅会消耗大量蠕化剂，产生浮渣，而且不利于对石墨蠕化的控制。另一方面，硫在范围内又有扩大合适的蠕化剂加入量的作用及减小稀土蠕墨铸铁白口倾向的作用，因此又不宜追求含硫过低的原铁液。通常，在感应电炉熔炼条件下，要求原铁液W_S<0.02%；在冲天炉熔炼条件下，可适当放宽至W_S0.06%。

氧对蠕墨铸铁是无益的元素，原铁液氧化严重会消耗较多蠕化剂，因此处理完毕浇注时，液面如无覆盖或倒包时吸氧会加速蠕化衰退。

(5)蠕化元素残留量      稀土作为蠕化元素加入铁液中   先起净化作用，去除硫、氧、氢、氮，其中消耗于去硫居多。净化铁液后，剩余的稀土方起石墨变质作用。要使石墨变质为蠕虫状，铁液中应含残留W_RE 大致在0.045%~0.075%之间。

镁作为蠕化元素加入铁液中   先起脱硫作用，球化变质能力   强，但单用镁做蠕化剂困难，因此镁常与稀土综合作用或与干扰元素钛以及微量稀土综合作用。当铁液含W_S残0.02%~0.03%时，稳定蠕墨区的蠕化元素应为W_Mg残0.013%~0.022%和W_RE残0.021%~0.045%

钙作为蠕化元素加入铁液中吸收率低，且使石墨呈蠕虫状的能力差，但是它使获得蠕虫状石墨的范围变宽，所以它是生产蠕墨铸铁有利的元素，它与稀土、镁配合使用将蠕化剂变质特性：①可以减少单独用铈(或稀土)使石墨由片状变到蠕虫状所需要的加入量；②无论是过共晶或亚共晶铁液都可以获得蠕虫状石墨组织；③显示出非常小的壁厚敏感性，尤其减少了在薄断面中形成球状石墨的倾向。

(6)合金元素      蠕墨铸铁基体在铸态下一般含较多铁素体。为提高铸态蠕墨铸铁的珠光体量及其硬度和强度，可加入适量稳定珠光体的合金元素，如Cu、Mn、Sb、Sn、Ni、Cr、Mo、V、Ti、B等。

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