灰铸铁化学成分的确定

轧辊机床铸件|重型机床铸件|立车立柱铸件选定铸铁化学成分的基本原则本章前面以讨论了灰铸铁的力学性能、化学成分以及冷却速度的关系先将确定铸铁化学成分的几项原则归纳如下。铸件的使用性能是选择化学成分的前提。主要是力学性能的要求。除力学性能外有的铸件尚有其他使用性能的要求如耐磨性、减震性以及 切削加工的要求等确定化学成分之前皆应进行了解，并都应作为确定化学成分的依据。选定铸铁的化学成分时，首先是确定主要元素，通常是指C、si、Mn三元素的平均目标值，其次是确定它们的成分控制范围，据有关工厂铸铁熔炼中成分的经验，为了保证铸铁性能达到要求，普通灰铸铁的化学成分应控制在以下范围内碳为±0.05%~0.10%硅为±0.10%~0.15%锰为±0.05%~0.10%在要求较高的灰铸铁中，其控制范围适当减小。S、p等有害元素也应确定其限制范围。选定灰铸铁化学成分时，若铸铁所要求的力学性能较高，则首先应应适当降低碳硅量，降低碳量，石墨数量降低，石墨细化，对提高铸铁的抗拉强度有较明显著的作用，随着碳、硅量的降低石墨化程度也迅速降低，使基体珠光体增多细化，铁素体数量减少促使铸铁强度、硬度皆有所提高。为了提高力学性能适当提高含锰量也很必要，在灰铸铁中锰作为较为常用的合金元素使用，提高含锰量，除可抵消硫的有害作用外，还能降低石墨化程度，使珠光体增多和细化，强化金属基体，因此在要求强度较高的灰铸铁中，锰的质量分数都较高，如HT200中含0.5%~0.6%Mn有时可达到0.8%在更高的牌号的灰铸铁中，Mn多在0.8%~1.0%范围内，有时可达到1.2%严格控制含硫量含磷量，也是提高强度灰铸铁的一项重要要求。降低含硫和含磷量可减少那些降低力学性能的非金属夹杂物如硫化物、磷化物等以保证铸件性能的稳定，铸件在铸型中的冷却速度是选择化学成分的主要条件，在相同的化学成分下，由于冷却速度的差异，可以得到完全不同的组织和性能所以在选择化学成分时，必须充分考虑到铸件大小，厚度，浇注温度高低、铸型材料的特点等，如随着铸件壁厚的增加，碳、硅含量应适当减少，含锰量要相应增加。这样做是为了抵消由于铸件加厚、冷却速度降低、结晶时过冷度减少所造成的石墨增多和集体中铁素体增加都对力学性能有不利影响相反若铸件小，壁厚薄，则应适当提高碳，硅量，减少含锰量、以免生产白口及麻口组织，铸件化学成分时，一般是先分析铸铁的性能要求和铸件结构的特点，在本场生产条件的基础上，参考有关实际经验数据进行确定。实际经验数据，包括厂外经验数据或经检验方程，也包括本场生产中所积累的经验数据。在初步选定铸件的化学成分数据后，应在生产中试用并进行性能检测，然后对比化学成分进行反馈调整，直到完全符合预订的性能要求。铸铁化学成分的经验数据先将铸铁件生产中的有关数据，某一中型机床厂计划生产一批箱式零件变速箱体改零件为灰铸铁件铸铁牌号为HT200，硬度要求129~227HBS式选定其化学成分。据测量该铸件壁厚在加工面处主要30~50mm选择。生产实践表明以上确定的化学成分数值基本上能满足该铸件的性能要求用直径30mm试棒实验其为ob为200~215N/mm2硬度为197HBS左右在加工面上无局部白口出现。

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