鑄鐵平臺石墨化的影響與其存在形式有關
在鑄鐵平臺加工過程中,鑄鐵平臺石墨化的影響與其存在形式有關。若硫以三元共晶體或富鐵硫化物形態(tài)存在,則因熔點低,結晶時沿晶粒邊界分布,阻礙鐵、碳原子的擴散,從而可有力地阻礙石墨化的進行。雖然硫在固溶體和滲碳體中的溶解度很小,但卻加強了鐵碳原子間的結合力,降低了碳的活度

使共晶轉變時穩(wěn)定系與亞穩(wěn)定系臨界溫度之間的距離縮小,促使鑄鐵平臺按亞穩(wěn)定系進行結晶,從而阻礙石墨化。特別是當冷速度較大,碳、硅含量較低時,硫會促使共晶的過冷度大,從而使阻礙石墨化的作用更加強烈。因此,低碳、低硅,高硫的鐵液就易產(chǎn)生白口組織。
硫在鑄鐵平臺中是有害元素,它以FeS的形式完全溶解于鐵液中,并能降低碳在鐵中的溶解度(ws=1.0的硫約可降低wc=0.5)。但當鑄鐵平臺固后,硫在固溶體(奧氏體和鐵素體)或滲碳體中的溶解度卻很小,約在w=0.02時就可形成硫化物相,其鑄鐵平臺成分性質和存在形式由鑄鐵中錳和其他元素的含量而決定。
此外,硫在鑄鐵平臺中惡化鑄鐵的鑄造性能,當鐵液中存在大量的硫化物時,鑄鐵平臺鐵液的流動性就會降低,從而造成補縮性能差,容易產(chǎn)生裂紋等問題。因此,一般將灰鑄鐵中的含硫量限在w=0.1~0.12以下?;憣﹁T鐵的石墨化影響不大。粦和硅一樣可使鑄鐵平臺的共晶點左移,當wp=1時,可使共晶點含碳量減少wc=0.3。但與硅相反,粦會降低共晶轉變溫度。
粦能完全溶于鐵液中,但在固態(tài)下的溶解度卻很小,并且隨著鑄鐵平臺中含碳量的增加而減小(如在純鐵中可溶人wp=1.2的粦,而在含碳wc=3.5的鑄鐵中只能溶解wp=0.3的粦)。同時,鑄鐵平臺粦在固態(tài)鐵中的擴散速度慢,凝固過程中易發(fā)生偏析而較多地集中在殘留液體中,從而形成低熔點的粦共晶體(wp~0.05)。
在生產(chǎn)實踐中還發(fā)現(xiàn),鑄鐵平臺中含粦量較高時,鑄件產(chǎn)生粘砂、氣孔等問題的傾向明顯少?;戇€可以降低液相線溫度,使流動性提高,有利于獲得完整的鑄鐵平臺,特別是在澆注薄件時,含粦量可達wp=0.5~0.8。還有一對鑄鐵的力學性能要求不高、但要求表面花紋清晰的藝術鑄鐵平臺,含粦量可達wp=1左右。有時為了提高某些鑄鐵平臺的耐磨性能,還會有意識地加人一些粦,如機床床身、氣缸套和活塞環(huán)等,粦含量可達wp=0.6以上,稱頭高粦鑄鐵。
其他元素對灰鑄鐵組織和性能的影響。鑄鐵平臺中的各元素是以固溶于鐵素體、奧氏體、滲碳體或其他相中形成固溶體,形成碳化物,與氧、硫、氮等化合形成夾雜物以及純金屬相等幾種形態(tài)存在的。