鑄造時怎麼把握材料成分

㈠ 球墨鑄鐵生產時化學成分的選擇原則是什麼

球墨鑄鐵化學成分主要包括碳、硅、錳、硫、磷五大常見元素。對於一些對組織及性能有特殊要求的鑄件，還包括少量的合金元素。同普通灰鑄鐵不同的是，為保證石墨球化，球墨鑄鐵中還須含有微量的殘留球化元素。

1、碳及碳當量的選擇原則：

碳是球墨鑄鐵的基本元素，碳高有助於石墨化。由於石墨呈球狀後石墨對機械性能的影響已減小到最低程度，球墨鑄鐵的含碳量一般較高，在3.5～3.9%之間，碳當量在4.1～4.7%之間。鑄件壁薄、球化元素殘留量大或孕育不充分時取上限；反之，取下限。將碳當量選擇在共晶點附近不僅可以改善鐵液的流動性，對於球墨鑄鐵而言，碳當量的提高還會由於提高了鑄鐵凝固時的石墨化膨脹提高鐵液的自補縮能力。但是，碳含量過高，會引起石墨漂浮。因此，球墨鑄鐵中碳當量的上限以不出現石墨漂浮為原則。

2、硅的選擇原則：

硅是強石墨化元素。在球墨鑄鐵中，硅不僅可以有效地減小白口傾向，增加鐵素體量，而且具有細化共晶團，提高石墨球圓整度的作用。但是，硅提高鑄鐵的韌脆性轉變溫度（圖1），降低沖擊韌性，因此硅含量不宜過高，尤其是當鑄鐵中錳和磷含量較高時，更需要嚴格控制硅的含量。球墨鑄鐵中終硅量一般在1.4—3.0%。選定碳當量後，一般採取高碳低硅強化孕育的原則。硅的下限以不出現自由滲碳體為原則。

圖2球墨鑄鐵中碳硅含量

3、錳的選擇原則：

由於球墨鑄鐵中硫的含量已經很低，不需要過多的錳來中和硫，球墨鑄鐵中錳的作用就主要表現在增加珠光體的穩定性，促進形成(Fe、Mn)3C。這些碳化物偏析於晶界，對球墨鑄鐵的韌性影響很大。錳也會提高鐵素體球墨鑄鐵的韌脆性轉變溫度，錳含量每增加0.1%，脆性轉變溫度提高10～12℃。因此，球墨鑄鐵中錳含量一般是愈低愈好，即使珠光體球墨鑄鐵，錳含量也不宜超過0.4～0.6%。只有以提高耐磨性為目的的中錳球鐵和貝氏體球鐵例外。

4、磷的選擇原則：

磷是一種有害元素。它在鑄鐵中溶解度極低，當其含量小於0.05%時，固溶於基體中，對力學性能幾乎沒有影響。當含量大於0.05%時，磷極易偏析於共晶團邊界，形成二元、三元或復合磷共晶，降低鑄鐵的韌性。磷提高鑄鐵的韌脆性轉變溫度，含磷量每增加0.01%，韌脆性轉變溫度提高4～4.5℃。因此，球墨鑄鐵中磷的含量愈低愈好，一般情況下應低於0.08%。對於比較重要的鑄件，磷含量應低於0.05%。

5、硫的選擇原則：

硫是一種反球化元素，它與鎂、稀土等球化元素有很強的親合力，硫的存在會大量消耗鐵液中的球化元素，形成鎂和稀土的硫化物，引起夾渣、氣孔等鑄造缺陷。球墨鑄鐵中硫的含量一般要求小於0.06%。

6、球化元素的選擇原則：

目前在工業上使用的球化元素主要是鎂和稀土。鎂和稀土元素可以中和硫等反球化元素的作用，使石墨按球狀生長。鎂和稀土的殘留量應根據鐵液中硫等反球化元素的含量確定。在保證球化合格的前提下，鎂和稀土的殘留量應盡量低。鎂和稀土殘留量過高，會增加鐵液的白口傾向，並會由於它們在晶界上偏析而影響鑄件的機械性能。

㈡ 鋁合金壓鑄件原材料主要由哪些成分組成

壓鑄件質量的好壞跟選用的原材料有關系，想要壓鑄出優質的壓鑄件的前提條件是得選優質的原材料。今天壓鑄廠小編針對壓鑄件的原料主要成分做個簡要的說明。

1.硅（Si）

硅是壓鑄工業鋁合金的主要元素，它能改善合金的鑄造性能，一般含量在9.6%-12%。硅作用。但含硅量超過12%時，硅與鋁形成過共晶體，而銅、鐵等雜質又多時，即出現游離硅的硬質點，使得切削加工困難，高硅鋁合金對鑄件坩堝的熔蝕作用嚴重。硅的作用：提高合金的高溫流動性、提高耐磨性、減少熱裂傾向及收縮率。

2.銅（Cu）

合金中銅含量通常在1.5% ~3.5%，增加含銅量，能提高合金的流動性，抗拉強度和硬度，但降低了抗蝕性和塑性，熱裂傾向增大。

3.鎂（Mg）

在鋁合金中加入少量（約0.2～0.3％）的鎂，可提高強度和屈服極限，提高合金的切削加工性。當含鎂量過高，鑄造性能變差，在高溫下，強度和塑性都很低，冷卻時收縮大，故易產生熱裂和形成疏鬆。

4.鋅（Zn）

鋅在鋁鋅系鋁合金中能提高流動性，提高鑄造性能，提高抗拉強度，但熱裂傾向增大，抗蝕性降低，一般要小於1.2%。

5.鐵（Fe）

由於工業鋁型材合金對模具的粘附作用十分強烈，當鐵含量在0.6％以下時尤為強烈。當超過0.6％以後，粘模現象便大為減輕，因此含鐵量應控制在0.6%到1%之間對壓鑄是有好處的。

含鐵量太高時，鐵以FeAl3、Fe2Al7和Al－Si－Fe的片狀或針狀組織存在於合金中，降低機械性能，這種組織還會使合金的流動性減低，熱裂性增大，抗蝕性能降低。

6.錳（Mn）

錳在工業鋁型材合金中能減少鐵的有害影響，能使工業鋁型材合金中由鐵形成的片狀或針狀組織變為細密的晶體組織，故一般工業鋁型材合金允許有0.5％以下的錳存在。如果含錳量過高，會引起偏析，錳含量一般控制在0.6%以下。

7.鎳（Ni）

鎳在鋁合金中能提高合金的強度和硬度，降低耐蝕性。鎳與鐵的作用一樣，能減少合金對模具的熔蝕，同時又能中和鐵的有害影響，提高合金的焊接性能。鎳含量控制在1.5％以下時，鑄件經拋光能獲得光潔的表面。由於鎳的來源缺乏，應盡量少採用含鎳的鋁合金。

㈢ 鑄造用鐵的材料選用原則是什麼

一、鐵礦石品位

鐵礦石的品位即指鐵礦石的含鐵量，以TFe％表示。品位是評價鐵礦石質量的主要指標。礦石有無開采價值，開采後能否直接入爐冶煉及其冶煉價值如何，均取決於礦石的含鐵量。

鐵礦石含鐵量高有利於降低焦比和提高產量。根據生產經驗，礦石品位提高1％，焦比降低2％，產量提高3％。因為隨著礦石品位的提高，脈石數量減少，熔劑用量和渣量也相應減少，既節省熱量消耗，又有利於爐況順行。從礦山開采出來的礦石，含鐵量一般在30％～60％之間。品位較高，經破碎篩分後可直接入爐冶煉的稱為富礦。一般當實際含鐵量大於理論含鐵量的70％～90％時方可直接入爐。而品位較低，不能直接入爐的叫貧礦。貧礦必須經過選礦和造塊後才能入爐冶煉。

二、脈石成分

鐵礦石的脈石成分絕大多數為酸性的，SiO2含量較高。在現代高爐冶煉條件下，為了得到一定鹼度的爐渣，就必須在爐料中配加一定數量的鹼性熔劑(石灰石)與Si02作用造渣。鐵礦石中Si02含量愈高，需加入的石灰石也愈多，生成的渣量也愈多，這樣，將使焦比升高，產量下降。所以要求鐵礦石中含Si02愈低愈好。

脈石中含鹼性氧化物(Ca0、MgO)較多的礦石，冶煉時可少加或不加石灰石，對降低焦比有利，具有較高的冶煉價值。

三、有害雜質和有益元素的含量

1．有害雜質

礦石中的有害雜質是指那些對冶煉有妨礙或使礦石冶煉時不易獲得優質產品的元素。主要有S、P、Pb、Zn、As、K、Na等。

(1)硫

硫在礦石中主要以硫化物狀態存在。硫的危害主要表現在：

a.當鋼中的含硫量超過一定量時，會使鋼材具有熱脆性。這是由於FeS和Fe結合成低熔點(985℃)合金，冷卻時最後凝固成薄膜狀，並分布於晶粒界面之間，當鋼材被加熱到1150～1200℃時，硫化物首先熔化，使鋼材沿晶粒界面形成裂紋。

b.對鑄造生鐵，會降低鐵水的流動性，阻止Fe3C分解，使鑄件產生氣孔、難於切削並降低其韌性。

c.硫會顯著地降低鋼材的焊接性，抗腐蝕性和耐磨性。

國家標准對生鐵的含硫量有嚴格規定，煉鋼生鐵，最高允許含硫質量分數不能超過0.07％，鑄造鐵不超過0.06％。雖然高爐冶煉可以去除大部分硫，但需要高爐溫、高爐渣鹼度，對增鐵節焦是不利的。因此礦石中的含硫質量分數必須小於0.3％。

(2)磷

磷也是鋼材的有害成分。以Fe2P、Fe3P形態溶於鐵水。因為磷化物是脆性物質，冷凝時聚集於鋼的晶界周圍，減弱晶粒間的結合力，使鋼材在冷卻時產生很大的脆性，從而造成鋼的冷脆現象。由於磷在選礦和燒結過程中不易除去，在高爐冶煉中又幾乎全部還原進入生鐵。所以控制生鐵含磷的惟一途徑就是控制原料的含磷量。

(3)鉛和鋅

鉛和鋅常以方鉛礦(PbS)和閃鋅礦(ZnS)的形式存在於礦石中。

在高爐內鉛是易還原元素，但鉛又不溶解於鐵水，其密度大於鐵水，所以還原出來的鉛沉積於爐缸鐵水層以下，滲入磚縫破壞爐底砌磚，甚至使爐底砌磚浮起。鉛又極易揮發，在高爐上部被氧化成PbO，粘附於爐牆上，易引起結瘤。一般要求礦石中的含鉛質量分數低於0.1％。

高爐冶煉中鋅全部被還原，其沸點低(905℃)，不熔於鐵水。但很容易揮發，在爐內又被氧化成ZnO，部分ZnO沉積在爐身上部爐牆上，形成爐瘤，部分滲入爐襯的孔隙和磚縫中，引起爐襯膨脹而破壞爐襯。礦石中的含鋅質量分數應小於0．1％。

(4)砷

砷在礦石中含量較少。與磷相似，在高爐冶煉過程中全部被還原進入生鐵，鋼中含砷也會使鋼材產生「冷脆」現象，並降低鋼材焊接性能。要求礦石中的含砷質量分數小於0．07％。

(5)鹼金屬

鹼金屬主要指鉀和鈉。一般以硅酸鹽形式存在於礦石中。冶煉過程中，在高爐下部高溫區被直接還原生成大量鹼蒸氣，隨煤氣上升到低溫區又被氧化成碳酸鹽沉積在爐料和爐牆上，部分隨爐料下降，從而反復循環積累。其危害主要為：與爐襯作用生成鉀霞石(K2O·A12O3·2SiO2)，體積膨脹40％而損壞爐襯；與爐襯作用生成低熔點化合物，粘結在爐牆上，易導致結瘤；與焦炭中的碳作用生成插入式化合物(CK8、CNa8)體積膨脹很大，破壞焦炭高溫強度，從而影響高爐下部料柱透氣性。因此要限制礦石中鹼金屬的含量。

(6)銅

銅在鋼材中具有兩重性，銅易還原並進入生鐵。當鋼中含銅質量分數小於0．3％時能改善鋼材抗腐蝕性。當超過0.3％時又會降低鋼材的焊接性，並引起鋼的「熱脆」現象，使軋制時產生裂紋。一般鐵礦石允許含銅質量分數不超過0.2％。

2．有益元素

礦石中有益元素主要指對鋼鐵性能有改善作用或可提取的元素。如錳(Mn)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、釩(V)、鈦(Ti)等。當這些元素達到一定含量時，可顯著改善鋼的可加工性，強度和耐磨、耐熱、耐腐蝕等性能。同時這些元素的經濟價值很大，當礦石中這些元素含量達到一定數量時，可視為復合礦石，加以綜合利用。

四、鐵礦石的還原性

鐵礦石的還原性是指鐵礦石被還原性氣體C0或H2還原的難易程度。它是一項評價鐵礦石質量的重要指標。鐵礦石的還原性好，有利於降低焦比。

影響鐵礦石還原的因素主要有礦物組成、礦物結構的緻密程度，粒度和氣孔率等。一般磁鐵礦因結構緻密，最難還原。赤鐵礦有中等的氣孔率，比較容易還原。褐鐵礦和菱鐵礦容易還原，因為這兩種礦石分別失去結晶水和去掉CO2後，礦石氣孔率增加。燒結礦和球團礦的氣孔率高，其還原性一般比天然富礦的還要好。

五、礦石的粒度、機械強度和軟化性

礦石的粒度是指礦石顆粒的直徑。它直接影響著爐料的透氣性和傳熱、傳質條件。

通常，入爐礦石粒度在5～35mm之間，小於5mm的粉末是不能直接入爐的。確定礦石粒度必須兼顧高爐的氣體力學和傳熱、傳質幾方面的因素。在有良好透氣性和強度的前提下，盡可能降低爐料粒度。

鐵礦石的機械強度是指礦石耐沖擊、抗摩擦、抗擠壓的能力，力求強度要高一些為好。

鐵礦石的軟化性包括鐵礦石的軟化溫度和軟化溫度區間兩個方面。軟化溫度是指鐵礦石在一定的荷重下受熱開始變形的溫度；軟化溫度區間是指礦石開始軟化到軟化終了的溫度范圍。高爐冶煉要求鐵礦石的軟化溫度要高，軟化溫度區間要窄。

六、鐵礦石各項指標的穩定性

鐵礦石的各項理化指標保持相對穩定，才能最大限度地發揮生產效率。在前述各項指標中，礦石品位、脈石成分與數量、有害雜質含量的穩定性尤為重要。高爐冶煉要求成分波動范圍:含鐵原料TFe<±0．5％～l．0％；ω(SiO2)<±0．2％～0．3％；燒結礦的鹼度為±0．03～0．1。

為了確保礦石成分的穩定，加強原料的整粒和混勻是非常必要的。

㈣ 現在一般的鑄造廠在鑄件時,是不是很在意鑄鐵的成分

通常是熔煉之前配料，確定廢鋼和生鐵的比例。這樣配料後，經過正常操作，元素燒蝕（增加）的比例基本上是固定的，熔煉出的鐵水成分變化不會太大，加上鑄鐵的成分要求相對比較寬松，一般可以滿足要求。

球墨鑄鐵是在出鐵水時，加進球化劑，進行球化處理而獲得的。只要不加球化劑，出來的鑄件就不會是球鐵，而是灰鐵。灰鐵的牌號又和配料時廢鋼的比例有直接的關系。

㈤ 鑄造配料方法

1. 確定貴公司需要的產品成分目標值
   2.確定熔煉的目標值（出爐時的目標值，這時候需要考慮後道工序的添加合金量，用目標值減去）
   3.確定配料的成分目標值（一般比熔煉的目標值小，便於後期微調）
   4.了解各個添加原料的各個合金成分比例
   5.根據配料的成分目標值和原材料的合金比例計算配料的比例

㈥ 精密鑄造鐵水怎麼配料

1.根據你需要的材料成分，先選擇「母材」，然後添加其他合金配料。
2.事先必須要知道詳細准確的「母材」成分和合金成分的。
3.需要事先進行配料計算（包含燒損預計）。
4.熔煉後光譜分析，成分不合格時，再調整合金配料。