鑄鐵碳當(dāng)量

1. 什么是高硅碳比鑄鐵，它有什么特點(diǎn)？

在相同熔煉條件下，灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度隨碳當(dāng)量的減少而提高，以往人們就是用降低碳當(dāng)量來(lái)生產(chǎn)高牌號(hào)鑄鐵的，然而試驗(yàn)表明，在相同碳當(dāng)量情況下，打破原規(guī)定的硅，碳比例，高硅碳比的鑄鐵要比低硅碳比鑄鐵的抗拉強(qiáng)度高，如下圖：

以碳當(dāng)量CE=40%為例，在Si/C=0.5時(shí)，抗拉強(qiáng)度為254Mpa，0.7時(shí)抗拉強(qiáng)度為276Mpa，此外還有一些其他優(yōu)良性能，因此，近年來(lái)，生產(chǎn)高的硅碳比鑄鐵已經(jīng)成為獲得優(yōu)良鑄鐵的一個(gè)方向（要求熱疲勞的零件除外）

傳統(tǒng)Si/C比鑄鐵：0.45-0.55

高Si/C比鑄鐵：0.6-1.0但最好不超過(guò)0.8

某廠生產(chǎn)高牌號(hào)床身鑄件，過(guò)去用低碳孕育鑄件，成分：C2.9-3.1%

Si：1.3-1.5% Si/C比為0.45-0.50此鑄鐵孕育量大，失誤率高，厚薄斷面性能差別大，切削加工性不好，后Si/C比提至0.7-0.9，即把Si提高至2.0-2.8%，抗拉強(qiáng)度至300Mpa以上生產(chǎn)穩(wěn)定，控制簡(jiǎn)單，綜合性能優(yōu)良。

這種鑄鐵的性能比低Si/C比有如下優(yōu)點(diǎn)：

1. 在相同CE下，抗拉強(qiáng)度可提高20-60Mpa

2. 牌號(hào)相同時(shí)，鑄造殘余應(yīng)力小

3. 白口傾向和壁厚敏感性低組織均勻性和硬度均勻性好

4. 切削加工性好

5. 鑄造性能好，廢品率低。

6. 操作簡(jiǎn)便，易于控制。

2. 提高Si/C比為什么能提高灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度？

在相同的CE（C+1/3Si）下，提高Si/C比，必然要提高Si的絕對(duì)含量，并同時(shí)適當(dāng)降低低碳量，（C= Si/3），因此鑄件中的石墨的數(shù)量減少，從而減弱了石墨的切割作用，而且由于含碳量降低，初生奧氏體量增加，增加了奧氏體的骨架作用，另外高的含Si量可強(qiáng)化鐵素體，珠光體中含有88%的鐵素體，所以必然會(huì)促進(jìn)珠光體量顯微硬度的提高，Si/C比由0.5提高至0.85時(shí)顯微硬度增加20-35所以硅的強(qiáng)化作用對(duì)鑄造的硬度提高會(huì)有一定影響。

3. 如何選擇Si/C比

鑄件壁厚：對(duì)于厚斷面鑄件，選用Si/C比下限，而薄壁高強(qiáng)度鑄件則選上限，

當(dāng)鑄件壁厚在30mm（相當(dāng)于直徑60試棒）以內(nèi)時(shí)，即使選擇較高Si/C值，也不會(huì)引起鐵素體增多。

碳當(dāng)量：CE較低時(shí)，適當(dāng)提高Si/C比強(qiáng)度性能得到提高，切割性能也有改善，在較高的CE時(shí)不宜選擇過(guò)高Si/C比，否則強(qiáng)度反而下降，因?yàn)楦逽i/C比時(shí)C普遍比Si/C比低，因此要特別注意縮松，滲漏和珠光體的減少。

某工廠Si/C<0.8時(shí)石墨化孕育劑，>0.8時(shí)，Si孕育已經(jīng)不起作用，可用稀土系列并會(huì)有穩(wěn)定碳化物的元素孕育劑0.1-0.3%。