碳C（熔点3727℃）

碳C（熔点3727℃）

碳是铸铁的基本组元，在铸铁中的存在形式主要有两种，一种是以游离碳-石墨的形式存在，另一种是以化合碳-渗碳体的形式存在，也正是碳在铸铁中的这种存在形式可把铸铁分成许多类型。

碳是强烈促进石墨化的元素，增加碳量会增加石墨的数量，但会使石墨粗大；反之，减少数量，会使石墨细小。

在灰铸铁中，碳的含量控制在2.7 %～3.8%的范围内，碳主要以片状石墨形式存在，高碳灰铸铁的金相组织为铁素体和粗大的片状石墨，机械强度和硬度较低，但挠度较好；低碳灰铸铁的金相组织为珠光体和细小的片状石墨，有较高的机械强度和硬度，但挠度较差。

由于灰铸铁的成分位于共晶点附近，因此具有良好的铸造性能。

对于亚共晶范围的灰铸铁，增加碳含量能提高流动性，反之，对于过共晶范围的灰铸铁，只有降低碳含量才能提高流动性。

在球墨铸铁中，碳的含量控制在3.5 %～3.9%的范围内，经球化处理后，碳的含量通常会减少0.1%～0.3 %，碳主要以球状石墨形式存在，石墨呈球状后，石墨数量对机械性能的影响就不十分重要，但为了改善铸造性能，碳总是维持在较高限，并且利用石墨化的膨胀作用以补偿收缩，增加铸件的致密性，保证铸件有较高的机械性能。

球墨铸铁在共晶成分以上，增加含碳量易产生石墨漂浮，降低机械性能；在共晶成分以下，增加含碳量可提高镁的吸收率，有利于球化，但降低含碳量易产生游离渗碳体，使机械性能降低、脆性增加，同时增加缩孔和缩松等铸造缺陷。

1、对铸造性能和球化效果的影响

碳能促进镁的吸收，改善球化效果、提高石墨球的圆整度；可以提高铁液的流动性，减少铸件的缩松；能够促进石墨化，减少白口倾向，消除渗碳体、增加铁素体的含量。

含碳量增高，会使石墨球数增加及尺寸增大。含碳量不变，石墨球数多，球径尺寸小，圆整度增加。可以减少缩孔体积和缩松的面积，使铸件致密。碳的含量在4.0～4.3%时, 缩松倾向较小。

含碳量过高，降低缩松的作用不明显，反而出现石墨漂浮。含碳量高，保证球化的残余镁量要增多。碳促进铁素体生成的能力低于硅。

2、对力学性能的影响

含碳量对力学性能的影响主要通过对基体的影响起作用。增加含碳量可以减少游离渗碳体，接近3%时，渗碳体消失；超过时出现铁素体。硬度下降，断后伸长率上升，质量分数接近3%时，出现较高的抗拉强度。

对于球墨铸铁，碳一般为：3.5～3.8%。（对于高牌号球铁，碳取中、下限，硅走上限）但在生产中需加入较多的硅，因此必须考虑碳当量的影响。

3、碳当量

碳当量对流动性的影响很大，提高碳当量流动性增加。碳当量在4.6～4.8%时流动性较好，有利于成形、补缩，碳当量继续增加，流动性反而下降。

碳当量在4.2%时，缩孔体积较大，继续增加缩孔体积反而减少。

碳当量在4.8%时，缩松倾向较小，大于或小于该值, 缩松倾向均增加。因此，把碳当量控制在4.2～4.8%之间，缩孔小，缩松少，可以获得健全铸件。