球鐵的組織和性能與化學成分組成有著密切的關系。所謂球鐵的成分設計主要就是碳和硅，其他如錳、磷、硫是靠原材料加以控制。碳、硅生產鑄態鐵素體球鐵是采用高碳、低硅，大孕育量的方法。碳、硅元素對球鐵性能有較大影響。通常是以碳當量來綜合考慮。碳當量的選擇主要著眼于改善鑄造性能、消除鑄造缺陷，獲得健全鑄件和高的機械性能。鑄態鐵素體球鐵要求鐵素體基體組織含量大于80%，且不允許有滲碳體存在。因此在設計碳當量時應以鑄件不出現石墨飄浮，不出白口，保證球化為準則，碳當量控制在4.3-4.8%，其中碳為3.3-3.9%，原鐵水硅量為1.2-1.6%，終硅量為2.6-3.0%。但硅量不宜過高，因為硅強化鐵素體基體，使之變脆，塑性韌性下降。錳是促進珠光體生成的元素，它固溶鐵素體中提高強度降低韌性，對生產鑄態鐵素體球鐵是不利的，因此要求錳盡可能的低，控制含錳量低于0.4%，薄小件低于0.2%。
磷、硫都是有害元素，磷高易在基體晶界上形成磷共晶，使材質的伸長率下降，脆性增加。硫高會造成球化元素殘留量少而導致球化不良，以及鑄件產生皮下氣孔，夾渣等鑄造缺陷。我們控制磷含量0.06%以下，球化處理前原鐵水含硫量0.04%以下，處理后小于0.02%.

鑄鐵中應有一定的鎂和稀土元素的殘留量才能保證石墨成球。鎂在鐵水中主要起球化作用，稀土主要是除氣，脫硫和中和干擾元素，起到凈化鐵水的作用。鎂和稀土又是強烈形成碳化物元素，如果殘留量過高，惡化石墨形態，增大鑄件白口傾向和夾渣、縮孔、皮下氣孔等鑄造缺陷。因此，在生產鑄態鐵素體球鐵件時，在保證球化良好的情況下，應盡可能降低鎂和稀土的殘留量，這一點對于薄小件尤為重要。通常殘留鎂量控制在0.03-0.05%，殘留稀土量控制在0.02-0.03%。

NJ-TG4型爐前鐵水碳硅錳分析儀用于爐前快速測定灰鑄鐵和球墨鑄鐵鐵水的碳當量（CEL）、碳含量（C%）、硅含量（Si%）、錳含量（Mn%）；預測普通灰鑄鐵的抗拉強度等。操作人員經簡單培訓即可操作。

技術參數

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%
抗拉強度	100～400MPa	±10MPa
硬度	150～300HB	±10HB

南京諾金高速分析儀器廠

2021年9月28日

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球墨鑄鐵生產化學成分的爐前控制

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