如何掌握砂型铸造灰铁的硬度

砂型铸造灰铸铁的硬度主要是由化学成分、冷却速度和孕育处理决定的。

同样的成分冷却的快，硬度就高，冷却的慢，硬度就低。如果为了提高硬度，用风冷或者水冷的方法往往容易裂纹，所以要谨慎使用快冷的方法。

用化学成分调整硬度是最常用的方法。通常主要是通过调整C的含量调整硬度，调整范围通常是2.9---3.5% 其次是Si，通常的范围是1.5----2.4% 这两种元素含量越高，硬度越低，含量越低，硬度越高。第三是Mn，通常范围是0.6---1.3% 含量越高，硬度越高，含量越低，硬度越低。硫和磷是有害元素，一般不用来调整硬度。这是灰铸铁的五大元素。

之外的，还有Cr、Mo ，作用和Mn相似。Cu对硬度影响比较小，主要是促进石墨化，稳定珠光体，增加灰铸铁的强度和韧性，还有很多的元素，不过常用的成分就是这些了。

第三种调整硬度的方法就是灰铸铁的孕育处理了，这是最常用的方法，通常在出炉后的铁水中缓缓加入孕育剂（最常用的75Si-Fe），孕育处理之后的灰铸铁，硬度会趋于均匀，改善了机械加工的性能，也增加了灰铸铁的强度。



一、提高灰铸铁250硬度的几种方法

 

1、炉料配比炉料配比

用生铁+废钢+回炉料+增碳剂的方法，利用增碳剂里的氮改变石墨的形态和长度来提高灰铁铸件的硬度。

 2、控制化学成分

 (1)许多熔炼公司认为硫元素有害，硫在铁液中的含量越低越好，其实也不是这样，在灰铁铸件中应考虑“硅碳化”和“锰硫比”。即Mn=1.71S+(0.2~0.5)。HT250化学成分表：

碳 3~3.3%；磷≤0.12；硅1.65~2.05；锰0.7~1.1钛≤0.05；硫≤0.12

 （2）低合金化，加去一两种合金元素，加入时，应考虑碳元素的含量，不要盲目追求硬度。

  3、铁液过热

  对于灰铁铸件，在一定范围内提高铁液温度能使石墨细化，基体组织致密，铸铁的抗拉强度和布氏硬度有所提高。铁液过热温度控制在1500-1530℃，过热时间控制在10min之内为好。

  4、孕育剂和孕育方式

  灰铸铁的孕育处理是通常在出炉后的铁水中缓缓加入孕育剂（最常用的75Si-Fe），孕育处理之后的灰铸铁，硬度会趋于均匀，改善了机械加工的性能，也增加了灰铸铁的强度。灰铁铸件的硬度的标准时HB170-240之间。



锡是否可以提高灰铸铁的硬度，它在灰铸铁中的含量是多少？

锡可以提高灰铸铁的硬度，含量不要超过0.1%，生产机床件含量常保持0.08%以下。

锡易于聚集在石墨-奥氏体界面上，阻止碳向石墨扩散，使碳固溶于奥氏体，从而促进形成珠光体。铸铁中加入锡元素，有促成珠光体的作用，而在细化珠光体方面实际上没有作用。铬、铜和镍的作用不强，需加入较大的量才能明显地细化珠光体。锰促成珠光体的作用中等，但其用量往往因为要保持合适的Mn/S比而受到制约。钒和钼的促硬能力最强，加入较小的量就有可观的增强作用。



灰铸铁250如何用热处理提高硬度

为了提高灰口铸铁的表面硬度和耐磨性，可对其进行表面处理，即火焰表面淬火，高、中频表面淬火。其加热温度在850～950℃，考虑到其导热性差，因此加热速度不宜太快，否则会产生熔化和淬火裂纹缺陷，高频淬火要求铸铁芷火后基体组织主要为珠光体，冷却采用喷水或喷聚乙烯醇水溶液，回火温度在200～400℃范围内，硬度在40～50HRC，可确保表面的硬度和耐磨性

如果用电阻炉加热，如何处理 ？

灰口铸铁的淬火与回火，其组织的变化与钢基本上相同，但因铸件的原始组织和铸件中的石墨分布状况和粗细的不同，这些因素对热处理有明显的影响，故它的加热、保温与冷却不同于钢的热处理。

（1）加热铸铁的淬火加热温度应在830~900℃，当其基体组织为铁素体时，应取上限，而基体组织为珠光体时，应取下限。

（2）保温保温时间亦应根据基体组织而定，当原始组织为珠光体时，其保温时间需要充分保证工件各部分加热到指定温度即可。如果原始组织是珠光体+铁素体或为铁素体时，保温时间就必须保证石墨溶解到奥氏体中去，使其达到饱和程度。故应根据基体的不同，其保温时间应为0.5~3h。但保温时间再长不会增加奥氏体中的溶碳量，也不能改善淬火的效果，故没有必要再延长保温时间。

（3）冷却为了使铸件在淬火时能够获得马氏体组织，而又保证工件不至淬裂或产生过大的变形，应该选择适合的淬火介质。由于铸铁中的石墨存在（特别是粗片状石墨），容易造成应力集中而造成淬火裂纹，故铸铁一般都采用油作淬火介质，这里应当说明的是：铸件淬火后的绝对硬度值一般不超过HB500，只有在极少数的情况下，即在良好的原始组织与含有适当的合金元素时才可能达到HB600。淬火件的回火应在淬火后立即进行，而回火温度应根据工件的具体要求而定。一般的低温（250℃以下）回火，其主要目的是消除淬火应力，减低脆性；高温回火（500~600℃），是为了得到以索氏体为基体的组织。大约从200℃开始，提高回火温度，会逐渐降低硬度、强度，而提高塑性。灰口铸铁的等温淬火，现在也获得了广泛应用，其操作方法与钢的等温淬火相似。



如何稳定灰铸铁的硬度，牌号灰铁250

1.灰铸铁硬度随着日常生产，上下偏差肯定有的，有时可能偏差是两位数，这根生铁和回炉料的遗传性有关，一般偏差出现在换一批生铁后或者长时间做同一型号铸件后换做其他型号时，这就需要经验积累，在下一次换生铁或不同型号铸件时对碳当量进行调整，以防止硬度有明显偏差

2、日常保持硬度稳定主要控制好炉前成分、孕育剂的加入量、浇注温度

铸铁的抗拉强度和硬度主要取决于什么？如何提高铸铁的抗拉强度和硬度？

主要影响抗拉强度的是组成组织，珠光体含量越多，抗拉强度越高，硬度随着珠光体、碳化物、磷共晶、马氏体、贝氏体的数量增加而增加。正常铸件可以通过提高珠光体数量和珠光体片层厚度来提高强度和硬度，如果允许也可采用热处理 的方法。



如何提高灰铁铸件抗拉强度

为了提高灰铸铁的抗拉强度,应采用较低的碳当量,灰铸铁中的碳含量大多为2.6%～3.6%,硅的含量为1.2%～33.0%, 根据铸件壁厚情况尽量取下限,适当的提高锰的含量,一般灰铸铁锰含量为0.4%～1.2%,在铸件不出现白口的情况下尽量取上限. 另外还可以采取合金化办法提高铸件的抗拉强度,适当的加入微量合金如：铬、钼、锡等元素也可明显的提高灰铸铁的抗拉强度, 同时要配合做好铁水的孕育处理.

为了提高灰铸铁的抗拉强度,应采用较低的碳当量,灰铸铁中的碳含量大多为2.6%～3.6%,硅的含量为1.2%～33.0%,根据铸件壁厚情况尽量取下限,适当的提高锰的含量,一般灰铸铁锰含量为0.4%～1.2%,在铸件不出现白口的情况下尽量取上限.另外还可以采取合金化办法提高铸件的抗拉强度,适当的加入微量合金如：铬、钼、锡等元素也可明显的提高灰铸铁的抗拉强度,同时要配合做好铁水的孕育处理



如何稳定灰铸铁中的珠光体组织

在铸件生产中 ,加入到灰铸铁中的合金元素根据其功能可分为四大类 :石墨化元素、碳化物形成元素、稳定珠光体元素及细化珠光体元素。元素碳(C)、硅 (Si)、铝 (Al)、钛 (Ti)、铜(Cu)、和镍 (Ni)在铸铁凝固时能促使石墨的形成 ,被认为是石墨化元素。但这些元素的作用大小并不相同 ,Cu的石墨化能力只有Si的 0 .0 5 % ,Ni和Cu具有石墨化及细化珠光体的双重功能 ,而细化珠光体的功能是主要的 ,因此被认为是稳定珠光体的元素。由于锡(Sn)、锑(Sb)、锰 (Mn)、钼 (Mo)、铬 (Cr)、钒 (V)、和铌 (Nb)能延缓石墨的析出和增加形成渗碳体倾向 ,而被划分为碳化物形成元素。其中一些元素如钼 (Mo) ,也具有双重作用 ,因为它还能细化珠光体 :当钼含量 <0 .8%时 ,是细化珠光体元素 ;当其含量 >0 .8%时 ,是碳化物形成元素。人们在熔融灰铸铁中 ,有意识地加入一些合金元素 ,来促进珠光体的形成、细化珠光体组织和提高它的稳定性。由铁素体和碳化物薄片交替排列的细珠光体层状组织能增加铸铁的硬度和强度。



灰铸铁怎样控制渗碳体

渗碳体的分子式为 Fe3C ，它是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物。它的含碳量为6.69%；熔点为1227℃左右；不发生同素异晶转变；但有磁性转变，它在230℃以下具有弱铁磁性，而在230℃以上则失去铁磁性；其硬度很高（相当于HB800），而塑性和冲击韧性几乎等于零，脆性极大。渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀，在显微镜下呈白亮色，但受碱性苦味酸钠的腐蚀，在显微镜下呈黑色。渗碳体的显微组织形态很多，在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。渗碳体是碳钢中主要的强化相，它的形状与分布对钢的性能有很大的影响。同时Fe3C又是一种介（亚）稳定相，在一定条件下会发生分解：Fe3C→3Fe+C，所分解出的单质碳为石墨。