铸铁件中五大元素的作用

铸铁是一种铸铁基合金，含碳量在2%以上，还含有硅和少量的锰、磷、硫等元素。白铸铁、灰口铸铁和球墨铸铁是常见的。铸铁的常规元素是碳、硅、锰、硫、磷，这是我们的五大常规元素，是直接影响铸件机械性能的重要因素。主要功能如下：

　　1、元素硅是铸铁中的有益元素，与碳一样，能促进石墨化，硅作为孕育剂加入的效果更明显。对于铸态球墨铸铁铸件，增加硅含量具有双重作用。一方面增加铁素体，减少珠光体、渗碳体和三元磷共晶，从而提高铸件的塑性，降低强度和硬度；另一方面，硅溶液强化铁素体，提高屈服点和硬度；增加凝固时的体积膨胀，改善硅的铸造流动性；硅可以提高耐热性和耐腐蚀性。

　　2、元素碳是铸铁中基本的成分，它是区分钢和铁的主要依据，碳含量大于1.7%的是铁，碳含量小于1.7%的是钢。而且在生产过程中，碳会影响铸件的机械性能。在铸造中，碳会促进石墨化，降低白点倾向，即减少渗碳体、珠光体和三元磷共晶，增加铁素体，从而降低硬度，改善加工性能。

　　3、元素锰是铸铁的重要元素之一。适量的锰可以帮助形成纹理，增加坚固性、强度和耐磨性。锰和硫一样，是一种阻碍石墨化的元素，但也是一种稳定的化合物。当与硫共存时，锰与硫的亲和力很大，会结合成MnS等化合物。在适当的温度下，既能中和硫，起到除硫的作用，又能阻碍石墨化。当锰达到一定量时，铸件将具有高硬度、高强度、高密度和耐磨等优点，硅含量也相应增加。

　　4、元素硫也是一种杂质和有害元素。在铸造过程中，硫与锰、镁等其他元素有很强的亲和力。产生稳定的碳化物，阻碍石墨化，消耗铁水中的球化元素，形成MgS、MnS等残渣。如果由于硫的消耗，有效残留球化元素含量过低，球化作用会降低，夹渣、皮下气孔等问题也会得到促进。随着硫降低球化率，加速球化衰退并形成熔渣，机械性能降低或不稳定。硫应该被除去并且其含量应该低。在普通灰铸铁中，硫含量一般为0.02% ~ 0.15%，在球墨铸铁中，S0.02%，有时视情况而定。

5、元素磷是有害元素，被视为杂质。磷往往影响铸铁的力学性能，特别是降低韧性和致密性，是铸件开裂的主要原因，因为磷在铸件中的溶解度很低。

所以铸铁其实是一个非常复杂的化学过程，以碳、硅、锰、硫、磷等元素为基础。其中，碳和硅是基本的成分，一般锰含量低的时候影响不大。硫和磷常被视为杂质，因此常被限制使用。每种元素对铸铁的质量、凝固结晶、组织和性能都有一定的影响和作用，这就需要铸造厂在铸造过程中对五种元素进行合理的配比，这是提高铸铁质量的一个途径。