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玛钢管件中各元素含量及作用

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2016-05-31 15:28【

    玛钢管件铸造过程中石墨化程度决定着铸造成品机械性能是否优异。而玛钢管件中各元素的含量则影响着管件铸造的石墨化进程。在管件生产中,除铁(Fe)以外最重要的是碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、硫(S)、磷(P)这5种元素。

    1.碳(C),是一种强烈的促进石墨化元素。碳元素聚合生产石墨的过程,类似于我们堆箱子。首先它们倾向于在已经形成了团体的石墨周围堆积扩大。所以,一个核心是很重要的。其次,它们都是很规矩的,如果没有其他推动作用,它们便会如上图中一样,一层层的往外延伸。当扩大到一定层度时,便形成了片状石墨。片状石墨会切割铁基体,造成铁基体的分离,让产品发脆易裂。所以我们需要采用一定的手段避免片状石墨的形成,尽量让碳聚合成球状或者团絮状石墨。当铁水中碳(C)含量过高时,会使可锻铸铁中的团絮状石墨数量过多,降低产品机械性能。而含碳量过低时,则会使产品中晶核数目过小,从而导致产品的退火困难,大大延长退火时间。

    2.硅(Si),也是强烈的促石墨化元素。

玛钢管件石墨化金相图

上左图是硅对石墨数量的影响示意图。由图中可以看出。随着硅含量的逐渐提高,产品中的石墨数量也在急剧上升,当硅含量达到3.0%时,石墨含量达到******点,其后,硅含量的提高反而会降低石墨的含量。在实际生产中,当硅含量高于1.7%-1.8%,会造成产品中的石墨分枝(如上右图中的细纹部分)变粗增大,从而破坏石墨形态,恶化产品的机械性能。所以在可锻铸铁管件即玛钢管件的生产过程中,要把产品中的硅含量控制在1.2-1.8%之间。

    3.锰(Mn)和硫(S),这两者都是阻碍石墨化进程的有害元素。在可锻铸铁的生产过程中,硫会严重阻碍石墨化进程,大大延长退火时间。而且它会降低铁水的流动性,增加裂纹倾向,降低铸件的韧性。而在球墨铸铁的生产过程中,由于氧元素会降低铁液-石墨的表面张力,影响石墨球化。而球化剂则是与氧硫反应,从而去产品中的氧硫,提高石墨的球化。硫会与球化剂发生反应,消耗球化剂。所以,在铸铁生产中,硫含量应该越低越好。

    锰,在铸造中,由于锰会与硫反应生成MnS,一部分可随铁液的灰渣除掉,一部分则会留在产品中,充当石墨化的非自发核心,这就中和了硫的阻碍石墨化的作用。但是,锰也会对退火过程中的石墨化产生强烈的阻碍作用。所以,在玛钢即可锻铸铁的生产过程中,为了发挥锰对硫的中和作用,要求锰的含量应该为硫含量的2.5-3.2倍为宜。当高于这个比值时,则会强力的阻碍石墨化进程。可锻铸铁中的锰含量应该控制在0.8%-1.2%之间。

    4.磷(P),磷对于玛钢的石墨化进程影响不大,但是含磷量过高时,会降低铸件的韧性。导致产品发脆易裂。

    5.其他元素,在玛钢管件生产中,以上5元素为主要影响元素,其他微量元素一般影响很小。但是如果因为原料问题,导致某些元素含量过高时,也会对产品材质性能产生一些负面的影响。譬如,铬(Cr)元素是不锈钢及高硬度工具钢中的一种重要金属成分。但是含铬量过高的铸件却会造成玛钢管件硬度过高,造成加工难度加大,产品发脆等影响。

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