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      鎳在鑄鐵中的作用及含鎳鑄鐵

      2012-09-12 08:53:46  來源:歐電閥門
      一、鎳在鑄鐵中的作用     鎳對鑄鐵組織的作用主要表現在以下方面:
      (1) 鎳是石墨化元素,在共晶轉變時促進鐵液按穩定系轉變;
      (2) 鎳擴大奧氏體區,增加奧氏體的穩定性;
      (3) 鎳提高鑄鐵的淬透性,對于合金鑄鐵有助于獲得以馬氏體為主的基體組織;
      (4) 鎳細化晶體組織。
         在Fe-C-Ni三元合金中,鎳的主要作用在于減小共晶體的含碳量,增大鐵液按穩定系轉變和介穩定系轉變的溫度區間,從而抑制了共晶轉變時碳化物的析出,有效地減小了鑄鐵的白口傾向。
        二、鎳奧氏體鑄鐵 
          含鎳量13.5~36%的鑄鐵稱為鎳奧氏體鑄鐵。鎳奧氏體鑄鐵的石墨組織可以是片狀,也可以是球狀。其基組織為單一的奧氏體加很少量的碳化物。由于鎳奧氏體鑄鐵的基體組織為穩定的奧氏體相,因此是一種良好的耐熱、耐蝕材料,也被用作低熱膨脹系數材料、非磁性材料和低溫高韌性材料。
          為了充分發揮鎳奧氏體鑄鐵的潛力,鎳奧氏體鑄鐵中通常含有少量其它元素。比如,常常加入鉻、鉬、銅等以提高其耐蝕性和耐磨性,加入鈮以改善其焊接性,等等。
          鎳奧氏體鑄鐵中的石墨球化以后,雖然對其耐腐蝕性影響不大,但是可以顯著提高其抗磨蝕性。當腐蝕介質為懸浮固體顆粒時,選用D—2和D—3型鎳奧氏體鑄鐵較為合適;當要求鑄件具有抗熱沖擊性能時,應選擇D—2、D—3、D—4型鎳奧氏體鑄鐵;當需要高強度的同時要求低的熱膨脹系數時,以D—5型為宜。 
              三、鎳硬白口鑄鐵 
          由于鎳具有提高鑄鐵淬透性的作用,因此可以在含鉻鑄鐵中加入鎳以提高其淬透性,獲得無珠光體,以馬氏體為主要基體組織的白口鑄鐵。這種同時含有鎳鉻的鑄鐵稱為鎳硬鑄鐵。鎳硬鑄鐵主要有兩種:
          一種含鎳4%,含鉻2%左右。這種鎳硬鑄鐵的金相組織由M3C型碳化物和馬氏體與奧氏體的混合基體組成。
          另一種含鎳6%,含鉻9%左右。這種鎳硬鑄鐵的碳化物主要是M7C3型。
          在鎳硬鑄鐵中,由于鎳的作用,鑄件在型內冷卻的條件下即可獲得以馬氏體為主的基體組織。但是鎳降低MS點,鎳量過高會使基體組織中含有較多的奧氏體,使耐磨性下降。一般情況下,鎳含量須根據鑄件的壁厚以及熱處理工藝確定。
          鉻起擬制石墨化的作用,并影響碳化物的類型和形貌。
          硅在鑄鐵的一次結晶中有助于石墨化,在隨后的冷卻過程中又影響淬透性,因此硅量應盡量低。
          錳是穩定奧氏體的元素,其含量也要有所限制。

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      鄭銀鋒
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