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鑄鐵是Fe-C-Si系多元合金。沒有Si的鑄鐵，沒有工程實(shí)用性。Si有多面性，它賦予了鑄鐵多重良好的性能：寬廣的力學(xué)性能，耐熱性，耐蝕性，良好的鑄造性、吸震性和切削加工性等。這些與Si在鑄鐵中的功效是分不開的。
1.1 促進(jìn)石墨化
Si為強(qiáng)石墨化元素，是生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)節(jié)組織的一個活躍元素。Si優(yōu)先溶于固溶體，降低了C在固溶體中的溶解度，從而促使C析出；Si使共晶點(diǎn)向左上方移動，即向溫度較高、C含量較低方向移動。在較高溫度下轉(zhuǎn)變，有利于C原子和Fe原子的擴(kuò)散，降低過冷度，也有利于Fe3C分解，促進(jìn)石墨化。共晶點(diǎn)左移，說明在C含量不變的情況下，離共晶成分更近了，因此，初生奧氏體析出終了時，剩余的共晶鐵液量相應(yīng)增多，石墨易于析出與長大，自然有利于石墨化。
1.2提高耐熱性和耐蝕性
Si含量在3.5%～5.5%的鑄鐵有良好的耐熱性。Si比Fe更易氧化，優(yōu)先在鑄件表面上形成致密而連續(xù)的氧化膜，在650～800 ℃穩(wěn)定性好，因而提高了高溫抗氧化性，也防止了鑄鐵的內(nèi)氧化生長。Si提高了共析轉(zhuǎn)變溫度，阻止了工作溫度下的相變。在耐熱鑄鐵標(biāo)準(zhǔn)中Si系是一個龐大的家族。
中硅耐熱灰鑄鐵性脆，當(dāng)Si量為4.5%的灰鑄鐵，常常不等打箱，就聽到因鑄件經(jīng)不住鑄造應(yīng)力，而發(fā)出斷裂的聲音。經(jīng)過球化處理，問題迎刃而解。在其室溫和高溫強(qiáng)度高，熱疲勞性能好，廣泛用于大型燒結(jié)車、汽車排氣歧管、透平增壓器殼體等。
1.3 改善鑄造性能
流動性和縮松傾向性是兩個主要的鑄造性能，Si有改善這兩個性能的作用。由Fe-C相圖可知，對于亞共晶鑄鐵而言，Si量增加時，凝固溫度范圍縮小，且液相線溫度降低而相對提高了鐵液的過熱度，故提高了流動性。球墨鑄鐵的CE在共晶成分附近，加之稀土鎂球墨鑄鐵經(jīng)球化處理，凈化了鐵液，降低了氧化膜形成溫度，故球墨鑄鐵有良好的流動性。
Si促進(jìn)石墨化，只要鑄型有足夠的剛度，利用石墨化膨脹，可以克服縮松傾向得到致密鑄件。
NJ-TG4型爐前鐵水質(zhì)量管理儀用于爐前快速測定灰鑄鐵和球墨鑄鐵鐵水的碳當(dāng)量（CEL）、碳含量（C%）、硅含量（Si%）、錳含量（Mn%）；預(yù)測普通灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度等。操作人員經(jīng)簡單培訓(xùn)即可操作。
技術(shù)參數(shù)
測量對象 | 測量范圍 | 測量精度 | 分析時間 |
CEL | 2.50～4.80% | ±0.08% | 約1.5分鐘 |
C% | 2.30～4.20% | ±0.05％ | |
Si% | 0.60～3.80% | ±0.10% | |
Mn% | 0.10~1.40% | ±0.15% | |
抗拉強(qiáng)度 | 100～400MPa | ±10MPa | |
硬度 | 150～300HB | ±10HB |
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2026年1月7日
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