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铜在铸铁生产中的作用及影响在铁-铜系统中,铜在很大浓度范围内,可以和铁液互相溶解组成液态固溶体1477℃时,铜在丫-Fe中的溶解度为8%温度下降,溶解度甚至还有所增加,如温度1094℃时,溶解度可达
8.5%温度在650℃以下时,溶解度接近定值,大约在
0.35%左右室温下,铜在铁中的溶解度很小无论是液态还是固态,铜量超过各温度下的溶解度时都会形成富铜相铜在熔融铸铁中的溶解度大约3-5%之间,铸铁中的镐、铝、银等元素增加铜的溶解度,而镁则减少铜的溶解度有了镁,铜超过2%即有含铜97%的黄色富铜相析出铜含量增加至
3.8%时,该富铜相数量大增铜对铸铁共晶转变温度的影响不大铜属于微弱的石墨化元素,可以稍微降低白口倾向铜降低共析转变温度,大约每增加1%的铜,共析温度下降6-10C即起稳定奥氏体的作用铜还可以增加珠光体的数量,细化共晶团,使铸铁在正火时更容易得到珠光体组织因此,铜在共析转变中有促进奥氏体生成珠光体,阻碍石墨化的作用铜还可以强化铁素体,提高它的强度铜含量在
2.0%以下时,对球化率、球数、球径大小没有显著的影响,可以保证球化率达到90%以上铜含量超过2%时,则影响球化效果,球化率急剧降低,球数急剧减少当铜含量达到
2.5%时,出现团块状石墨和黄色富铜相富铜相的熔点比铁水温度低,石墨析出后,富铜相可能将石墨的一部分包围住,从而使石墨从球状逐渐转向团块状铜的反球化作用与其他元素有关例如含钛
0.04%的镁球墨铸铁,倘若含铜
0.94%级出现团块状石墨,加入
0.02-
0.03%的锦则可抵消铜的这种反球化作用铜对球化效果的影响与铸件的大小厚薄有关,壁厚300mm以上的铸件加入铜3-4%可以消除铸件心部的团块状石墨应该指出,铜的这种作用只有和稀土元素一起加入时才有效铜促进球墨铸铁生成珠光体,其能力比银大10倍,但只有锡的1/10试验中大约加入铜
0.5%即可使e25mm的球墨铸铁试棒中的珠光体量达到90%;加入
1.5%的铜,珠光体含量接近100%;而超过
1.5%时反而会出现铁素体铜的这种良好作用可使人们不通过热处理即可获得铸态珠光体球墨铸铁铜对灰铸铁的性能影响当铜的加入量在
0.5%以下时,会增加抗拉强度、屈服强度,并使弹性模量上升,但并不呈线性关系灰铸铁含铜大约
0.8%时,强度最高,随着含铜量的增加,灰铸铁的冲击韧性降低铜通过促进珠光体的生成和强化金属基体影响球墨铸铁的机械性能加入少量的铜(
0.5%以下)珠光体含量急剧增加,抗拉强度、屈服强度和硬度也急剧提高而延伸率急剧下降加入量超过
0.5%基体已经全部为珠光体,但强度、硬度继续上升,延伸率不再下降这是因为铜使金属基体得到强化的缘故铜有细化石墨球的作用,可提高含铜球墨铸铁的疲劳强度室温下铜在铸铁中的固溶度为
0.35%加入
0.5%以上的铜改变了奥氏体和共析转变过程中碳原子的扩散速度,促进形成珠光体并细化珠光体在铸件冷却时,特别是时效时,铜从固溶体中沉淀出来,强化了基体,显著提高了珠光体的显微硬度增加铜含量可以增加铸件的耐磨性,进行去应力退火处理时,铜不仅不会降低硬度,还会增加HB10度左右。