灰鑄鐵是一種含有碳,、硅、錳等多種元素的鐵合金,。它的強(qiáng)度之所以較低,，是因其中所含有的碳元素大多以片狀石墨的形態(tài)存在,。這些片狀石墨對(duì)基體組織起嚴(yán)重的割裂作用。因此,，傳統(tǒng)的灰鑄鐵熔煉工藝是以降低含碳量來(lái)保證灰鑄鐵具有所要求的強(qiáng)度,。但是，含碳量降低 會(huì)使灰鑄鐵的鑄造性能變差,，容易出現(xiàn)縮孔,、縮松、澆不足等鑄造缺陷,。另外,，在傳統(tǒng)工藝中,，含錳量也控制得比較低,，一般在0.5%-1.0%的范圍之內(nèi)。

 近年來(lái),，隨著鑄鐵凝固理論的發(fā)展,，人們對(duì)錳在灰鑄鐵中的作用有了更深入的了解。我們根據(jù)這些新認(rèn)識(shí),，特別是從“高碳當(dāng)量,、高強(qiáng)度灰鑄鐵”的生產(chǎn)工藝中受到啟發(fā)，改變傳統(tǒng)工藝中“雙低一高”(即低碳,、低錳,、高硅)的作法，以“雙高一低氣高碳,、高錳,，低硅的配料原則來(lái)編制灰鑄鐵的熔煉工藝。這樣做,，不但提高了灰鑄鐵的機(jī)械性能,，而且改善了鑄件的壁厚敏感性，消除了縮松、熱裂等鑄造缺陷,。

 兩年多來(lái),，我們?cè)谏a(chǎn)中全面推廣了這種新工藝，使用不良生鐵生產(chǎn)出了水輪機(jī),、汽輪機(jī),、磚壓機(jī)、出口立鉆等重大產(chǎn)品的鑄件,，并解決了生產(chǎn)中存在多年的難題.取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益,。

新工藝的理論依據(jù)

 過(guò)去，由于檢測(cè)手段的限制,，人們?cè)阼T鐵凝固研究中的重點(diǎn)是研究凝固后的組織?，F(xiàn)在，檢測(cè)手段發(fā)展了,，人們進(jìn)而可以研究凝固過(guò)程中的組織,。通過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)鑄鐵凝固過(guò)程中的奧氏體枝晶骨架是影響鑄鐵性能的重要因素,。形象地說(shuō),，灰鑄鐵可以看成是一種類似鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)。奧氏體枝晶就是鋼筋,，共晶組織就是混凝土.金相分析證明.奧氏體枝晶是灰鑄鐵中的獨(dú)立組成相,，即使通過(guò)共析轉(zhuǎn)變和共晶奧氏體結(jié)合，也仍然保持著自身的骨架形態(tài)和作用,。因此,，奧氏體枝晶的數(shù)量多、晶粒細(xì)小,，必然使鑄鐵的強(qiáng)度提高,。并且.枝晶的顯微硬度越高，鑄鐵的強(qiáng)度越高,。奧氏體枝晶對(duì)鑄鐵的性能還有如下一些影響:

1.奧氏體枝晶與鑄鐵的顯微縮松

 鑄鐵的顯微縮松是由于枝晶間的凝固收縮得不到補(bǔ)償所致,。根據(jù)鑄鐵凝固理論，在大多數(shù)情況下.灰鑄鐵的實(shí)際共晶轉(zhuǎn)變過(guò)程都是在已經(jīng)具有大量初生奧氏體骨架間的殘余鐵液中進(jìn)行的,。通過(guò)電子金相技術(shù)觀察也發(fā)現(xiàn),，縮松處的奧氏體枝晶的空間形貌確實(shí)是框架結(jié)構(gòu)、因此,，細(xì)化奧氏體枝晶,，一方面可以提高鑄鐵的枝晶補(bǔ)縮(又稱過(guò)濾補(bǔ)縮)能力，減輕晶間縮松的傾向,。另一方面,。奧氏體枝晶越多、越細(xì)，骨架間殘余鐵液的體積被分隔得越小,，繼續(xù)凝固時(shí),，即使得不到足夠的補(bǔ)縮，形成的空洞的體積也就越小.只要這些空洞小得足以不影響鑄件的使用,，就可以認(rèn)為所得的鑄件是合格的,。總之,，奧氏體枝晶越小,，鑄鐵的縮松傾向越小，組織越致密,。

2.　奧低體枝晶與熱裂

根據(jù)鑄件熱裂形成機(jī)理中的強(qiáng)度理論,，熱裂的產(chǎn)生是在鑄鐵凝固過(guò)程中一定溫度時(shí)(一般認(rèn)為是共晶反應(yīng)結(jié)束前后)，鑄件收縮受阻產(chǎn)生的應(yīng)力,，大于該溫度下鑄鐵的強(qiáng)度極限,，這樣就會(huì)形成熱裂。因此,，提高鑄鐵的高溫強(qiáng)度,，即提高奧氏體枝晶的強(qiáng)度，減小共晶反應(yīng)區(qū)間,，有助于防止熱裂產(chǎn)生,。

在研究灰鑄鐵斷裂中發(fā)現(xiàn)，奧氏體枝晶有阻礙裂紋擴(kuò)展的作用,。裂紋遇到枝晶大多改變方向,，沿枝晶外緣繼續(xù)擴(kuò)展。所以,，細(xì)化奧氏體枝晶也有助于防止熱裂產(chǎn)生,。

另外,，裂紋形成后,，如果還有殘余的液相被輸送到裂紋處，可以使這些裂紋“愈合”,。因此,，鑄鐵的枝晶補(bǔ)縮能力強(qiáng)也有助于防止熱裂產(chǎn)生。(摘自《電爐煉鋼》)

NJ-HW878A型高頻紅外元素分析儀可檢測(cè)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,、銅合金、鐵礦石,、鋅合金等,。儀器可檢測(cè)所有常規(guī)元素C、S,、Mn,、P、Si,、Cr,、Ni、Mo,、Cu,、Ti、Al,、W,、V、Nb,、Fe,、ΣRe、Mg,、Co,、Sb、As,、Sn,、Pb等。

                                              南京諾金高速分析儀器廠

                                                  2020年6月20日