灰铸铁、球墨铸铁中的微量杂质元素

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1、万方数据Four嘶FrNTalk灰铸铁、球墨铸铁中的微量杂质元素钱立1，王峰2(1．河北工业大学，天津300021；2．无锡一汽铸造有限公司，江苏无锡214174)摘要：介绍了灰铸铁、球墨铸铁中微量杂质元素的不利影响及其限量，并对Sn、Sb、Cr、Mo、V、Ti、A1等元素作了补充说明。简述了铸造用高纯生铁的含义：一种Mn、P、S、Ti含量低、特定微量元素含量很低的生铁，指出铸造用高纯生铁中微量元素含量明显低于铸铁中微量杂质元素的限量。关键词：灰铸铁；球墨铸铁；微量元素；限量中图分类号：TG250文献标识码：A文章编号：1003—8345(2014

2、)02—0086—03DOI：10．3969／j．issn．1003-8345．2014．02．016ImpurityMicroelementsinGrayIronandDuctileIronQIANLil9WANGFen92(1．HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300021，China；2．WuxiFirstAutomobileCo．，Ltd．，Wu)【i214174，China)Abstract：Theadverseeffectsofimpuritymicroelementsingrayironandduc

3、tileironandtheirlimitwereintroduced，otherelements，suchasSn，Sb，Cr，Mo，V，Ti，AIetc．，werealsoexplained．HighpuritypigironforfoundryislowcontentforMn，P，S，TiandsomegivenMicmelements．Micmelementsinhighpuritypigironforfoundryismuchlowerthanlimitsincastiron．Keywords：grayiron；ductileiron；

4、mieroelement；limit1一张参考表整理于表1，谨供读者参考。在多种场合，常有人提及铸铁中微量元素的问题，这亦是笔者一直关注的事。铸铁中的微量元素可区分为：(1)为了特定目的而加入的微合金化元素；(2)需加以防范的起负面影响的微量元素。前者的含量(质量分数，以下同)在万分之一数量级；后者的含量需严格加以限制，控制在万分之一至百万分之一数量级不等。上世纪中叶，列为杂质元素或干扰元素的微量元素，在国外研究较多。从上世纪80年代至今，我国亦有一些研究与报道。目前，大家虽在微量元素的负面影响方面看法较为一致，但对于其作用机制尚有不同认识，关于它

5、们的限量还有出入。笔者根据自己的体会和所掌握的数据，取舍收稿日期：2014一Ol—02修定日期：2014—04—09作者简介：钱立(1936一)，男，江苏无锡人，1958年毕业于清华大学铸造专业，教授，主要从事铸铁及功能辅料的研究及教学工作。86I现代铸铁2014／22关于参考表的说明与补充表1中微量元素的限量是以铸件特征和铸造方法为前提的，比如是球墨铸铁还是灰铸铁，是薄壁件还是厚壁件，是砂型铸造还是其它铸造等。此外，还应考虑微量元素共存时是否互有影响等。Sn和Sb无关铸铁的石墨化，却是珠光体形成元素。高强度灰铸铁以细密的珠光体为基体，Sn、Sb就

6、是有效的微合金化元素。然而，就铁素体或奥铁体为基体的韧性或强韧性的球墨铸铁而言，sn与Sb是忌讳的。它们不仅增加残余珠光体量，还干扰球化，产生晶间脆性相。Cr、Mo、V是合金灰铸铁和珠光体球墨铸铁的合金元素，在等温淬火球墨铸铁和低温用球墨铸铁中却需要加以限制。《等温淬火球墨铸铁件》标准(GBfF24733—2009)附录中，Cr、V、Mo的控制目万方数据标值为：伽(Cr)<0．1％，埘(V)<0．1％，训(Mo)≤0．3％(仅在需要时)。在风电球墨铸铁中，生产者推荐：训(Cr)<0．06％，埘(V)<0．06％，加(Mo)<0．05％。可见，以上两

7、种球墨铸铁件的Cr、v、Mo限量相差较大。鉴于近年来cr、V、Mo的限量又有进一步降低的趋向，故未将Cr、V、Mo列入表1。Ti是人们关注度很高的微量元素【31。出于不同的目的，有不同的限量。为便利切削加工，w(Ti)量应限制在0．04％(又0．05％)以下。Ti有直接或间接干扰球化的作用，关于它的限量有不同的数据，还一度把Ti的反球化作用放大了。REMg球墨铸铁中Ti的限量比Mg球墨铸铁宽松，而且在合理的残余RE量范围内，Ti的限量是与残余RE量呈正相关的。一般，0．08％的Ti尚不致使石墨畸变。水冷金属型离心球墨铸铁管或薄壁的铸件，因冷却速度快

8、，Ti的限量可放宽到0．1％，甚至0．12％。厚壁球墨铸铁件，石墨容易畸变，铸件心部又是Ti、P、Mn、Cr、Mo、V等富