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球墨鑄鐵件碳、硅、錳的選擇原則
閱讀：30 發布時間：2025-6-10球墨鑄鐵化學成分主要包括碳、硅、錳、硫、磷5大常見元素。對于一些對組織及性能有特殊要求的鑄件，還包括少量的合金元素。同普通灰鑄鐵不同的是，為保證石墨球化，球墨鑄鐵中還須含有微量的殘留球化元素。
1. 碳及碳當量的選擇原則
碳是球墨鑄鐵的基本元素，碳高有助于石墨化。由于石墨呈球狀后石墨對機械性能的影響已減小到較低程度，球墨鑄鐵的含碳量一般較高，在3.5%～3.9%之間，碳當量在4.1%～4.7%之間。鑄件壁薄、球化元素殘留量大或孕育不充分時取上限；反之，取下限。將碳當量選擇在共晶點附近不僅可以改善鐵液的流動性，對于球墨鑄鐵而言，碳當量的提高還會由于提高了鑄鐵凝固時的石墨化膨脹提高鐵液的自補縮能力。碳含量過高，會引起石墨漂浮。因此，球墨鑄鐵中碳當量的上限以不出現石墨漂浮為原則。
2. 硅的選擇原則硅是強石墨化元素
在球墨鑄鐵中，硅不僅可以有效地減小白口傾向，增加鐵素體量，而且具有細化共晶團，提高石墨球圓整度的作用。硅提高鑄鐵的韌脆性轉變溫度，降低沖擊韌性，因此硅含量不宜過高，尤其是當鑄鐵中錳和磷含量較高時，更需要嚴格控制硅的含量。球墨鑄鐵中終硅量一般在1.4%～3.0%。選定碳當量后，一般采取高碳低硅強化孕育的原則。硅的下限以不出現自由滲碳體為原則。 球墨鑄鐵中碳硅含量確定以后，成分設計基本合適。如果高于最佳區域，則容易出現石墨漂浮現象。如果低于最佳區域，則容易出現縮松缺陷和自由碳化物。
3.錳的選擇原則
由于球墨鑄鐵中硫的含量已經很低，不需要過多的錳來中和硫，球墨鑄鐵中錳的作用就主要表現在增加珠光體的穩定性，促進形成(Fe、Mn)3C。這些碳化物偏析于晶界，對球墨鑄鐵的韌性影響很大。錳也會提高鐵素體球墨鑄鐵的韌脆性轉變溫度，錳含量每增加0.1%，脆性轉變溫度提高10～12℃。因此，球墨鑄鐵中錳含量一般是愈低愈好，即使珠光體球墨鑄鐵，錳含量也不宜超過0.4%～0.6%。只有以提高耐磨性為目的的中錳球鐵和貝氏體球鐵例外。
3. 硫的選擇原則
硫是一種反球化元素，它與鎂、稀土等球化元素有很強的親合力，硫的存在會大量消耗鐵液中的球化元素，形成鎂和稀土的硫化物，引起夾渣、氣孔等鑄造缺陷。球墨鑄鐵中硫的含量一般要求小于0.06%。
NJ-TG4型爐前鐵水質量管理儀用于爐前快速測定灰鑄鐵和球墨鑄鐵鐵水的碳當量（CEL）、碳含量（C%）、硅含量（Si%）、錳含量（Mn%）；預測普通灰鑄鐵的抗拉強度等。操作人員經簡單培訓即可操作。
技術參數
測量對象 | 測量范圍 | 測量精度 | 分析時間 |
CEL | 2.50～4.80% | ±0.08% | 約1.5分鐘 |
C% | 2.30～4.20% | ±0.05％ | |
Si% | 0.60～3.80% | ±0.10% | |
Mn% | 0.10~1.40% | ±0.15% | |
抗拉強度 | 100～400MPa | ±10MPa | |
硬度 | 150～300HB | ±10HB |
南京諾金高速分析儀器廠
2025年6月10日