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鑄造中怎么控制珠光體的比例？
一、化學(xué)成分調(diào)控
碳（C）：碳是促進(jìn)石墨化的元素，可以提高石墨球的圓整度，改善球化效果，并增強(qiáng)鐵液的流動(dòng)性。但過高的碳含量可能導(dǎo)致石墨漂浮，降低鑄件的綜合性能。因此，需將碳含量控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)（如3.5%~3.7%），以獲得理想的珠光體比例。
硅（Si）：硅也是促進(jìn)石墨化的元素，可以改變珠光體和鐵素體的比例。將硅含量控制在2.0%2.5%有利于珠光體組織的生成。若在保證強(qiáng)度達(dá)到600MPa的基礎(chǔ)上要求延伸率達(dá)到10%，則需適當(dāng)提高孕育效果，保證一定比例的鐵素體組織，此時(shí)硅含量可控制在2.5%2.8%。
錳（Mn）：錳是穩(wěn)定珠光體的元素，可以提高強(qiáng)度和硬度，但會(huì)降低塑性和韌性。錳易產(chǎn)生偏析，錳量過多會(huì)在共晶團(tuán)邊界形成化合物，降低鑄件的力學(xué)性能。因此，一般不采用錳作為鑄態(tài)形成珠光體的主要元素，而將錳含量控制在0.5%以下。
銅（Cu）和錫（Sn）：銅在共晶轉(zhuǎn)變時(shí)促進(jìn)石墨化，減少游離滲碳體的形成；在共析轉(zhuǎn)變時(shí)促進(jìn)珠光體的形成，減少或完全抑制鐵素體的形成。對于薄壁鑄件，采用銅作為合金元素保證強(qiáng)韌性要求是**為理想的選擇，控制銅的含量在0.20%0.50%范圍內(nèi)。而對于厚壁件，可采用一定比例的微量合金元素錫（如0.04%的錫可以消除鐵素體獲得鑄態(tài)珠光體；加入0.06%0.10%的錫，可使64mm厚的斷面在鑄態(tài)完全珠光體，且不形成游離滲碳體）配合一定比例的銅來控制基體組織比例，并強(qiáng)化微觀組織。
硫（S）：硫與鎂、稀土等球化元素有很強(qiáng)的親和力，會(huì)消耗這些元素形成MgS、RES渣等，降低球化率。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制鐵液中的硫含量，一般要求S<0.03%。
鎂（Mg）和稀土（RE）：在稀土鎂球鐵中，鎂起主要球化作用，稀土起輔助球化作用，并起到凈化鐵液、抗球化干擾元素的作用。將它們控制在適當(dāng)?shù)臍埩袅糠秶鷥?nèi)（如Mg殘0.030%0.05%、RE殘0.030%0.05%），可以確保石墨成球并獲得良好的珠光體比例。
二、熔煉和鑄造工藝控制
熔煉工藝：采用中頻感應(yīng)電爐熔煉工藝，使用盡可能純凈的生鐵和廢鋼，控制干擾球化元素及各類合金元素的含量。在熔煉前期以合金形式加入銅、錫等合金元素，可以確保它們在整爐鐵水中比較大限度的濃度均勻。
球化處理：選用合適的球化劑進(jìn)行球化處理。球化劑的選用與鐵液質(zhì)量有關(guān)，應(yīng)根據(jù)原鐵液中的含硫量等因素選擇合適的球化劑。球化處理過程中要控制球化劑的粒度、加入量和球化反應(yīng)時(shí)間等參數(shù)，以獲得良好的球化效果。
孕育處理：孕育處理可以提高鐵水的石墨化能力和細(xì)化石墨形態(tài)，從而改善珠光體的比例和分布。孕育劑的選用和加入量應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)條件和鑄件要求進(jìn)行選擇。常用的孕育劑有75FeSi等，可以采用二次孕育處理方式來提高孕育效果。
三、冷卻速率和熱處理
冷卻速率：冷卻速率是影響珠光體比例的重要因素之一。通過調(diào)整冷卻速率可以控制從奧氏體向鐵素體和珠光體的轉(zhuǎn)化過程。一般來說，較快的冷卻速率有利于獲得較多的珠光體組織。
熱處理：對鑄件進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢赃M(jìn)一步調(diào)整珠光體的比例和分布。例如，通過正火處理可以細(xì)化珠光體組織并提高鑄件的強(qiáng)度和韌性。
綜上所述，在鑄造過程中控制珠光體的比例需要從化學(xué)成分調(diào)控、熔煉和鑄造工藝控制以及冷卻速率和熱處理等多個(gè)方面進(jìn)行綜合調(diào)控。通過合理的工藝參數(shù)和操作方法可以獲得理想的珠光體比例和鑄件性能。
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