灰鑄鐵中各化學元素的作用

灰鑄鐵的化學成分由兩部分組成：一是基本成分，即C、Si、Mn、P、S五大元素；二是根據需要，加入少量的合金元素，如Cu、Cr、Mo、Ni、Sb、Sn等。五大元素中起決定性作用的是C、Si含量，由于二者的石墨化作用大小不同，通常以CE表示：CE≈w（C）+1/3w（Si）。

1. CE必須確保達到鑄鐵牌號中抗拉強度或硬度的要求。
2. CE的高低是影響灰鑄鐵強度的主要決定性因素。灰鑄鐵牌號越高，強度越高，選擇的CE應越低。以降低CE來提高灰鑄鐵的強度，是提高灰鑄鐵強度的基本原則。
3. 在同的CE下，不同的冷卻速度有著不同的強度，隨著鑄件壁厚的增加，鑄件強度降低；隨著壁厚的減小，鑄件強度增加。因此，薄壁鑄件的CE應適當提高，厚壁鑄件的CE應適當降低。
4. CE的降低，使灰鑄鐵強度提高，但使鑄造性能、加工性能惡化，因此，在同等強度下，CE高的灰鑄鐵為優。
5. Mn是阻礙石墨化和穩定珠光體的元素，一般灰鑄鐵要求珠光體基體，故Mn的質量分數較高，薄壁件w（Mn）量為0.5%-0.8%，厚壁件w（Mn）量為0.9%-1.4%。
6. Mn與S有較大的親和力，與S形成MnS或（Fe、Mn）S的化合物，故Mn可部分抵消S反石墨化的作用，且生成的MnS呈顆粒狀分散在鐵液中，熔點在1600℃以上，可作為非均質品核，有利于石墨的析出，因此，Mn也有間接促進石墨化的作用。、
7. 灰鑄鐵中的Mn與S中和以后，過量的Mn才有能起穩定珠光體的作用，中和S所必需的w（Mn）量為當w（Mn）<0.2%時，w（Mn）= w（S）×1.73%+.3%；當w（S）≥0.02時，w（Mn）= w（S）×3.3%
8. S使灰鑄鐵流動性降低，阻礙石墨化，增大白口傾向。當灰鑄鐵中Mn低S高時，S除與Mn形成MnS外，還會形成Fe-FeS的硫共晶或Fe-Fe₃C-FeS三元硫共晶分布在界面上，降低灰鑄鐵的力學性能，并易產生熱裂，故一般認為S是灰鑄鐵中的有害元素，要求w（S）≤0.12%。
9. S對石墨化有雙重作用，S本身阻礙石墨化，但與Mn生成的MnS可形成結晶核心，促進石墨化。因此，采用感應電爐熔煉時，必須要有增S處理，使w（S）量不低于0.06%；沖天爐熔煉時，鐵液中的w（S）量一般為0.06%-0.10%。
10. 灰鑄鐵的P常以二元磷共晶（Fe+Fe₃P）或三元磷共晶（Fe-Fe₃P+ Fe₃C）形式存在。低熔點的磷共晶分布于界面，降低灰鑄鐵的力學性能，特別是塑性與韌性，并易產生裂紋，故灰鑄鐵的w（P）量一般小于0.15%。
11. 于對有耐磨性要求的灰鑄鐵，w（P）量可提高至0.3%-1.5%；有致密性要求的灰鑄鐵，w（P）量應低于0.06%。

NJ-ZN208型電腦多元素分析儀是一款綜合性分析儀，一臺儀器即可滿足鋼鐵及其合金材料中的C、S、Mn、P、Si、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、V、Al、W、Nb、Mg、稀土總量、Co等元素含量的檢測，共設置有四個大通道（且可根據客戶需求設置成十個大通道），每個大通道內又分別設置有30個小通道，共可貯存120條工作曲線，原則上一套儀器可檢測120種元素，采用品牌電腦微機控制,并配備了電子天平，全中文菜單式操作,臺式打印機打印結果 ,可檢測的材料有:普碳鋼、低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼、生鐵、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、耐磨鑄鐵、鋁合金等。

                        南京諾金高速分析儀器廠

                              2020年7月23日