球墨鑄鐵生産 珠光體的那點事
基體組織中珠光體占80％以上的球墨鑄鐵(簡稱球鐵)。中國國家标準中QT600-2，QT700—2，QT800-2三種牌号球鐵屬于這一類型。這類球鐵通常采用正火處理獲得，也可用加入合金元素并配合工藝措施獲得。主要用于制造要求強度較高，具有一定疲勞強度和耐磨性能的零件，如柴油機曲軸、連杆等。
化學成分 含有碳、矽、錳、磷、硫、钼和銅等。
(1)碳和矽。為了保證有足夠數量的珠光體和适量的鐵素體組織，确保強度和韌性，選擇适當的碳當量至關重要，一般碳當量為4．4％～4．7％，含碳為3．7％～4．O％，含矽2．O％～2．5％；鑄态珠光體球鐵含矽量應取下限(見鑄鐵碳當量)。
(2)錳、磷、硫。錳降低共析轉變溫度和細化珠光體，提高球鐵的強度、硬度與耐磨性。錳量過高(>1．8％)要産生滲碳體，以緻降低了伸長率和沖擊韌性。錳偏析傾向較大，錳量過高将形成Mn3c或(Fe,Mn)3 C，沿晶界析出網狀碳化物，尤其是厚大鑄件，偏析更為嚴重，故不宜含錳過高。對于正火珠光體球鐵中小鑄件含錳量為0．6％～O．9％；大型鑄件低于0．5％。鑄态珠光體球鐵含錳也應低于O．5％，而依靠加銅穩定珠光體。一般球鐵的磷、硫含量應盡量低些。
(3)钼和銅。钼增加過冷奧氏體的穩定性，使s曲線右移，提高球鐵的淬透性，改善厚大斷面鑄件的組織均勻性。加钼O．2％～O．3％即可獲得細珠光體及索氏體組織，能細化石墨和共晶團使斷口緻密，明顯提高強度、硬度和耐磨性。銅在一次結晶時有石墨化作用，降低白口傾向。銅有降低共析轉變溫度和穩定奧氏體作用。共析轉變時，銅阻礙石墨化，促使奧氏體轉變為珠光體，因此，銅可增加鑄态珠光體數量。銅的加入量一般為O．5％左右。大斷面高強度球鐵件加入銅、钼可以改善組織均勻性并提高強度。珠光體球鐵體的化學成分舉例如表1，鑄态珠光體球墨鑄鐵曲軸成分如表二。
熱處理 鑄态珠光體球鐵不需要進行熱處理，節約能源、降低成本，避免了熱處理變形，也縮短了生産周期。一般采用加銅或钼促進珠光體的生成和穩定。小型鑄件也可以通過控制矽錳含量和冷卻速度獲得珠光體組織。除鑄态球鐵靠合金化獲得外，一般通過熱處理手段獲得。通過熱處理消除組織中一次滲碳體，使粗大的珠光體、鐵素體轉變為細珠光體，使組織均勻并消除内應力。圖1無滲碳體時的正火工藝
(1)普通正火。目的是獲得珠光體或索氏體球鐵。鑄态組織珠光體
圖2有滲碳體時的正火工藝
(2)部分奧氏體化正火。目的與普通正火相似，但可通過控制破碎鐵素體數量改善韌性，獲得良好的強度。例如用于含磷稍高(≤0．13％)的球鐵，可以獲得珠光體與破碎狀鐵素體的混合基體。與普通正火不同之處在于它不是在共析轉變溫度以上充分保溫使完全奧氏體化後正火，而是在共析轉變溫度範圍内，即上下臨界溫度之間保溫，僅發生部分奧氏體化後正火，因此沿晶界形成破碎狀鐵素體，其數量取決于部分奧氏體化溫度和時間。溫度越靠近共析轉變上臨界溫度，破碎鐵素體越少也細小，強度提高、韌性降低。鑄态組織無滲919碳體、三元或複合磷共晶時可采用圖3無滲碳體的部分奧氏體化正火工藝。鑄态組織滲碳體>3％、有三元或複合磷共晶時應先在高溫時使其分解，再爐冷至共析轉變溫度範圍内部分奧氏體化後正火，其工藝示于圖4。注意部分奧氏體化溫度與含矽量有關，此處指含Si2％～3％時适用的溫度。
（3）部分奧氏體化正火。目的與普通正火相似，但可通過控制破碎鐵素體數量改善韌性，獲得良好的強度。例如用于含磷稍高(≤0．13％)的球鐵，可以獲得珠光體與破碎狀鐵素體的混合基體。與普通正火不同之處在于它不是在共析轉變溫度以上充分保溫使完全奧氏體化後正火，而是在共析轉變溫度範圍内，即上下臨界溫度之間保溫，僅發生部分奧氏體化後正火，因此沿晶界形成破碎狀鐵素體，其數量取決于部分奧氏體化溫度和時間。溫度越靠近共析轉變上臨界溫度，破碎鐵素體越少也細小，強度提高、韌性降低。鑄态組織無滲919碳體、三元或複合磷共晶時可采用圖3無滲碳體的部分奧氏體化正火工藝。鑄态組織滲碳體>3％、有三元或複合磷共晶時應先在高溫時使其分解，再爐冷至共析轉變溫度範圍内部分奧氏體化後正火，其工藝示于圖4。
注意部分奧氏體化溫度與含矽量有關，此處指含Si2％～3％時适用的溫度。
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