球墨铸铁中所含的化学成分及其含量对性能的影响

  

球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷五种元素。对于一些对组织及性

能有特殊要求的铸件，还包括少量的合金元素。为保证石墨球化，球墨铸铁中
还须含有微量的残留球化元素。以下就球墨铸铁中所含的化学成分及其含量对
性能的影响做详细的阐述：

1、碳的作用和影响：

碳是球墨铸铁的基本元素，碳高有助于石墨化。由于石墨呈球状后石墨对

机械性能的影响已减小到最低程度，球墨铸铁的含碳量一般较高，在 3.5～
3.9%之间，碳当量在 4.1～4.7%之间。铸件壁薄、球化元素残留量大或孕育不
充分时取上限；反之，取下限。将碳当量选择在共晶点附近不仅可以改善铁液
的流动性，对于球墨铸铁而言，碳当量的提高还会由于提高了铸铁凝固时的
石墨化膨胀提高铁液的自补缩能力。但是，碳含量过高，会引起石墨漂浮。

2、硅的作用和影响

    在球墨铸铁中，硅是第二个有重要影响的元素，它不仅可以有效地减小白
口倾向，增加铁素体量，而且具有细化共晶团，提高石墨球圆整度的作用。但
是，硅提高铸铁的韧脆性转变温度，降低冲击韧性，因此硅含量不宜过高，
尤其是当铸铁中锰和磷含量较高时，更需要严格控制硅的含量。

3、硫的作用和影响

    硫是一种反球化元素，它与镁、稀土等球化元素有很强的亲合力，硫的存在
会大量消耗铁液中的球化元素，形成镁和稀土的硫化物，引起夹渣、气孔等铸
造缺陷。球墨铸铁中硫的含量一般要求小于 0.06%。

4、磷的作用和影响

磷是一种有害元素。它在铸铁中溶解度极低，当其含量小于 0.05%时，固溶于
基体中，对力学性能几乎没有影响。当含量大于 0.05%时，磷极易偏析于共晶
团边界，形成二元、三元或复合磷共晶，降低铸铁的韧性。磷提高铸铁的韧脆
性转变温度，当含磷量增加时，韧脆性转变温度就会提高。

5、锰的作用和影响

球墨铸铁中锰的作用就主要表现在增加珠光体的稳定性，帮助形成炭化

锰、炭化铁。这些碳化物偏析于晶界，对球墨铸铁的韧性影响很大。锰也会提高
铁素体球墨铸铁的韧脆性转变温度，锰含量每增加 0.1%，脆性转变温度提高
10～12℃。因此，球墨铸铁中锰含量一般是愈低愈好，即使珠光体球墨铸铁 ，
锰含量也不宜超过 0.4～0.6%。一般都是遵循这一规律的。