دور عناصر السبائك في الحديد الزهر الرمادي

1. المنغنيز والكبريت
Generally speaking, sulfur is a harmful element. But for gray cast iron, a small amount of sulfur plays a very important role in the refinement of graphite core and cocrystal groups. Therefore, the sulfur content in gray cast iron should not be less than 0.06%, and it is best to keep between 0.06% and 0.08%. If the sulfur content is too high (>0. 18 بالمائة) ، ستظهر جميع أنواع التأثيرات الضارة وتضر بجودة الإرسال.
الكبريت عنصر ذو نشاط كيميائي قوي. عندما يكون محتوى المنغنيز في الحديد الزهر منخفضًا جدًا ، ينتج الكبريت والحديد مركب FeS (نقطة الانصهار 1193 درجة) ويشكلان أيضًا بلورات منخفضة الانصهار مع الحديد والكربون (الكربون 0. 17 بالمائة ، الكبريت 31.7 بالمائة ، والباقي حديد ، نقطة انصهار 975 درجة).
يمكن إذابة FeS تمامًا في محلول الحديد. عندما يكون تجمد الحديد أو الكبريت أو FeS في الأوستينيت والمحلول الصلب الكربوني صغيرًا جدًا ، يتم إثرائه تدريجيًا في المرحلة السائلة المتبقية ، وفي النهاية يترسب في شكل كبريتيد ، عندما يكون محتوى الكبريت في الحديد الزهر 0. 02 بالمائة ، يمكن أن يظهر كبريتيد مستقل.
في الحديد الزهر الرمادي ، يكون تقارب الكبريت والمنغنيز أكبر بكثير من تقارب الحديد ، ويكون تكوين MnS هو السائد في التفاعل الموصوف في المعادلة التالية.
Mn plus FeS MnS plus Fe
نقطة انصهار MnS هي 1620 درجة. في الحديد الزهر الرمادي ، MnS عبارة عن إدراج صغير غير ضار باللون الأزرق الرمادي ، والذي يتم توزيعه في المصفوفة المعدنية ، ويساعد على تحسين أداء معالجة الحديد الزهر وتحسين عمر الأداة.
في الحديد الزهر الرمادي ، يمكن أن تتداخل MnS و FeS ، وبالتالي فإن كمية المنغنيز والكبريت في مركب كبريتيد (MnFe) S متغيرة. يمكن أيضًا أن يكون الكبريت والأكسجين قابلين للذوبان بشكل متبادل ، لذلك في الحديد الزهر الرمادي ، يكون وضع الكبريتيد معقدًا للغاية ، ويمكن تمثيل المركبات الناتجة بواسطة FexMnySvOw ، حيث تتغير قيم x و y و v و W بالظروف المحددة للحديد الزهر.
في السنوات الأخيرة ، أظهرت الدراسة عن طريق التحليل المعدني الكمي أن هناك حوالي 43 مليون شوائب من MnS و (MnFe) S في 1 سم 3 من حديد الزهر الرماد ، وحجم الادراج هو 2 ~ 23 ميكرو. الكمية الإجمالية للادراج أقل من 0 .01 بالمائة من وزن الحديد الزهر.
عندما يوجد الكبريت في FeS أو البلورة المشتركة الثلاثية ، فإنه ينفصل في الطور السائل عند واجهة كتلة cocrystal في عملية التصلب ، ويعيق نمو مجموعة البلورات المشتركة ، ويزيد من التبريد الفائق للتصلب البلوري المشترك ، مما يزيد من ميل الفم الأبيض للحديد الزهر. بعد التصلب ، فإن FeS أو بلورة الكريستال الثلاثية عند حدود مجموعة cocrystal ستجعل الخواص الميكانيكية للحديد الزهر منخفضة وهشاشة كبيرة. هذا هو التأثير الضار للكبريت.
إذا تمت إضافة كميات كافية من المنجنيز إلى الحديد الزهر لمنع إنتاج FeS وتشكيل احتواء كبريتيد ناعم ومشتت ، سيلعب الكبريت دورًا إيجابيًا ومفيدًا في تنوي ونمو الجرافيت. النتائج الحديد الزهر الكريستال الصغيرة الصغيرة ، والجرافيت من النوع أ ، لن يكون هناك فم أبيض. لجعل شكل لوح الجرافيت مرضيًا ، يجب أن يكون الحد الأدنى من محتوى الكبريت في الحديد الزهر الرمادي 0. 06 بالمائة. محتوى الكبريت أقل من هذه القيمة ، وتوزيع لوح الجرافيت في الحديد الزهر سيء ، ومن السهل إنتاج فم أبيض.
يتمثل الدور الرئيسي للمنغنيز في الحديد الزهر الرمادي في كبح جماح الكبريت ومنع تكوين FeS. لأن نسبة الوزن الذري للمنغنيز إلى الكبريت هي 1.71. نسبة MnS المكافئة للمنغنيز والكبريت المتكونة في الحديد الزهر هي 1.71. Mangn أعلى من التوازن ، يسمى