合金元素对铸态基体组织的影响

通过回归分析，研究了各种合金元素对球墨铸铁铸态基体组织的影响。结果表明，在铁素体—珠光体基体组织中的铁素体百分比，有如下的公式：

式中 F——铁素体百分比（%）；

Px——珠光体系数，在式中为自然对数底e的指数。

式 （9-2）中的临界浓度范围是：w（As）≤0．02%，w（Pb）≤0．005%，w（Mn）≤1．0%，w（Sb）≤0．005%，w（Bi）≤0．005%，w（Al）≤0．02%，w（Sn）≤0．2%，w（Cr）≤0．15%，w（Mg）=0．05% ～0．09%，w（Cu）≤0．2%，w（Si）=2．1%～3．1%。

如果对于主要是铁素体基体来说，则铁素体含量有式（9-3）：

式 （10-3）的可信度为90．5%，其临界浓度w（Mn）≤0．27%，w（Cu）≤0．14%，w（Pb）≤0．0019%，w（Sb）≤0．014%。

由式（9-1）、式 （9-2）和式（9-3）可知：(www.xing528.com)

（1）列举的合金元素，除Si[w（Si）＞2．0%以上时]能促进生成铁素体以外，其他均是促进生成珠光体的元素。

（2）为了得到全铁素体基体的球墨铸铁，最有效的措施是要求原材料纯净，即炉料不含有铜、锡、铅、铋、砷、铬、锑等，且要求采用低锰生铁，也就是说，除了炉料纯净以外，铸态最终的铁素体含量在很大程度上取决于含锰量。含锰量越低，得到的铁素体数量越多。

（3）为了得到全珠光体基体的球墨铸铁，除了控制含硅量不得太高以外 （硅在2．0%～2．5%范围内），最好的途径是附加铜 （一般加铜为0．5%～1．5%）。当然，附加在0．05%以下的锡，也很有效，但有时由此会出现畸变石墨和锡的富集。另外，虽然锰是促进生成珠光体的元素，但由于易形成碳化物并富集在共晶团边界，导致脆性，因此应避免采用锰作为铸态形成珠光体的元素。

（4）Pb、Bi、As、Sb等元素有强烈形成珠光体的倾向，其作用比锰、铜要大得多，但由于它们都是干扰球化的元素，所以在采用这些元素时，一定要谨慎。

（5）铬是强烈形成珠光体的元素，但铬也强烈形成碳化物，导致白口组织。因此，轧辊除外，在一般球墨铸铁生产中，都不用铬作为合金元素。

由上述分析可知，决定球墨铸铁铸态组织的因素是：与石墨球数相关的冷却速度和合金元素的影响。此外，石墨球数还与孕育的效果直接有关。强有力的孕育措施会使单位面积上的石墨球数增多，这时就很容易得到铁素体基体；相反，要得到全珠光体基体，若也采取强有力的孕育措施，可能就达不到预期的目的。为此，建议把单位平方毫米面积上的石墨球数即共晶团数，作为一个重要的球墨铸铁金相检验指标，用它可以帮助我们评价各种孕育措施的效果，帮助我们分析基体的组成和改变基体的潜力，也可以帮助我们判断铸态球铁的冶金质量，从而为预测铸态球墨铸铁的力学性能提供依据参考。