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1、1.0影響材料性能的因素2.0???1.1碳當量對材料性能的影響字串9???決定灰鑄鐵性能的主要因素為石墨形態(tài)和金屬基體的性能。當碳當量（CE=C+1/3Si）較高時，石墨的數(shù)量增加，在孕育條件不好或有微量有害元素時，石墨形狀惡化。這樣的石墨使金屬基體能夠承受負荷的有效面積減少，而且在承受負荷時產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，使金屬基體的強度不能正常發(fā)揮，從而降低鑄鐵的強度。在材料中珠光體具有好的強度、硬度，而鐵素體則質(zhì)底較軟而且強度較低。當隨著C、Si的量提高，會使珠光體量減少，鐵素體量增加。因此，碳當量的提高將在石墨形狀和基體組織兩方面影響鑄鐵鑄件的抗拉強度和鑄件實體
2、的硬度。在熔煉過程控制中，碳當量的控制是解決材料性能的一個很重要的因素。???1.2合金元素對材料性能的影響???在灰鑄鐵中的合金元素主要是指Mn、Cr、Cu、Sn、Mo等促進珠光體生成元素，這些元素含量會直接影響珠光體的含量，同時由于合金元素的加入，在一定程度上細化了石墨，使基體中鐵素體的量減少甚至消失，珠光體則在一定的程度上得到細化，而且其中的鐵素體由于有一定量的合金元素而得到固溶強化，使鑄鐵總有較高的強度性能。在熔煉過程控制中，對合金的控制同樣是重要的手段。???????1.3爐料配比對材料的影響字串4???過去我們一直堅持只要化學成分符合規(guī)范要求就應(yīng)
3、該能夠獲得符合標準機械性能材料的觀點，而實際上這種觀點所看到的只是常規(guī)化學成分，而忽略了一些合金元素和有害元素在其中所起的作用。如生鐵是Ti的主要來源，因此生鐵使用量的多少會直接影響材料中Ti的含量，對材料機械性能產(chǎn)生很大的影響。同樣廢鋼是許多合金元素的來源，因此廢鋼用量對鑄鐵的機械性能的影響是非常直接的。在電爐投入使用的初期，我們一直沿用了沖天爐的爐料配比（生鐵：25~35%，廢鋼：30~35%）結(jié)果材料的機械性能（抗拉強度）很低，當我們意識到廢鋼的使用量會對鑄鐵的性能有影響時及時調(diào)整了廢鋼的用量之后，問題很快得到了解決，因此廢鋼在熔化控制過程中是一項非常
4、重要的控制參數(shù)。因此爐料配比對鑄鐵材料的機械性能有著直接的影響，是熔煉控制的重點。????1.4微量元素對材料性能的影響????以往我們在熔煉過程中只注意常規(guī)五大元素對鑄鐵材質(zhì)的影響，而對其它一些微量元素的作用僅僅只是一個定性的認識，卻很少對他們進行定量的分析討論，近年來，由于鑄造技術(shù)的進步，熔煉設(shè)備也在不斷的更新，沖天爐已逐漸被電爐所代替。電爐熔煉固然有其沖天爐不可比擬的優(yōu)點，但電爐熔煉也喪失了沖天爐熔煉的一些優(yōu)點，這樣一些微量元素對鑄鐵的影響也就反映出來。由于沖天爐內(nèi)的冶金反應(yīng)非常強烈，爐料是處于氧化性很強的氣氛中，絕大部分都被氧化，隨爐渣一起排出，只有
5、一少部分會殘留在鐵水中，因此一些對鑄件有不利影響的微量元素通過沖天爐的冶金過程，一般不會對鑄鐵形成不利影響。在沖天爐的熔煉過程中，焦炭中的氮和空氣中的氮氣（N2）在高溫下，一部分分解會以原子的形式溶入鐵水中，使得鐵水中的氮含量相對很高。???據(jù)統(tǒng)計自電爐投產(chǎn)以來，由于鉛含量高造成的廢品和因含鉛量太高無法調(diào)整而報廢的鐵水不下百噸，而因含氮量不足造成的不合格品數(shù)量也相當高，給公司造成很大的經(jīng)濟損失。???在我們多年的電爐熔煉經(jīng)驗和理論基礎(chǔ)上，我認為在電爐熔煉過程中重點微量元素主要有N、Pb、Ti，這些元素對灰鑄鐵的影響主要有以下幾方面：字串8鉛???當鐵水中的鉛
6、含量較高時（>20PPm），尤其是與較高的含氫量相互作用，在厚大斷面的鑄件很容易形成魏氏石墨，這是因為樹脂砂的保溫性能好，鐵水在鑄型中冷卻較慢，（對厚大斷面這種傾向更為明顯，）鐵水處于液態(tài)保溫時間較長，由于鉛和氫的作用使鐵水凝固比較接近于平衡狀態(tài)下的凝固條件。當這類鑄件凝固完畢，繼續(xù)冷卻時，奧氏體中的碳要析出，成為固態(tài)下的二次石墨。在正常情況下，二次石墨僅使共晶石墨片增厚，這對力學性能不會產(chǎn)生很大影響。但含氮和氫量高時，會使奧氏體同一定晶面上石墨表面能降低，使二次石墨沿著奧氏體一定晶面長大，伸入金屬基體中，在顯微鏡下觀察，在片狀石墨片的側(cè)面長出許多象毛
7、刺一樣的小石墨片，俗稱石墨長毛，這就是魏氏石墨及形成原因。在鑄鐵中的鋁能促使鐵液吸氫，而增加其氫含量，因此鋁對魏氏石墨的形成，也有間接的影響。???當鑄鐵中出現(xiàn)魏氏石墨時，對其力學性能影響很大，尤其是強度、硬度，嚴重時可降低50%左右。魏氏石墨有以下金相特征：1）在100倍的顯微照片上，粗大的石墨片上附著許多刺狀小石墨片，即為魏氏石墨。2）同共晶片狀石墨關(guān)系是相互連接的。3）常溫下成為魏氏石墨網(wǎng)絡(luò)延伸入基體中，就成為基體脆弱面，會顯著降低灰鑄鐵的力學性能。但從斷面看，斷裂裂紋仍是沿共晶片狀石墨擴展的。???氮???適量的氮能促進石墨形核，穩(wěn)定珠光體，改善灰鑄
8、鐵組織，提高灰鑄鐵的性能。???氮對灰鑄鐵的影響主要
