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碳C(熔点3727℃)

时间:2019-02-21      来源:http://www.wxoke.com

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。



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