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各元素對球墨鑄鐵組織及性能的影響
1.反偏析元素
硅：Si偏析于奧氏體晶內并富集在石墨球附近，擴大該處奧氏體的共析轉化溫度區間、促使鐵素體形成。所以普通球墨鑄鐵（非合金球墨鑄鐵）的鑄態(tài)組織大多數由鑲有鐵素體邊的石墨球+珠光體組成（俗稱(chēng)牛眼組織）。牛眼組織能阻止來(lái)自球墨表面的裂紋擴展，提高球墨鑄鐵動(dòng)載荷下的抗力。然而，Si在奧氏體內的固溶強化會(huì )引起晶格扭曲，阻礙超彈性應力作用下的滑移，當Si不均與分布嚴重時(shí)，這種阻礙變得十分突出。此外，硅在石墨球旁的富集使固相轉化時(shí)易促使析出二次石墨。由于在硅高的區域有高的共析轉化溫度，故奧氏體固相轉化時(shí)，易促使該區域珠光體片變粗。因而，Si的偏析會(huì )給性能帶來(lái)不利影響。
鎳、銅：Ni、Cu與Si都屬于反偏析元素。但與Si不同，它們降低共析轉化溫度；另外，Cu還在球墨-基體界面富集，阻礙C的擴散。所以Cu、Ni削弱球墨旁因Si高而引起的鐵素體化作用，促進(jìn)珠光體形成。在高Ni無(wú)Cr球墨鑄鐵中，Ni在共晶晶粒周界處的貧化和Mn的富集，使高Ni球墨鑄鐵的韌性和強度全面降低。
2.正偏析元素
錳：Mn在共晶團晶界富集。由于球墨鑄鐵的S含量低，少量的Mn立即顯示出偏析的負面影響，故球墨鑄鐵中允許的Mn含量相對比灰鑄鐵要低。Mn雖可減少球墨鑄鐵中的鐵素體，但由于在石墨旁貧化，所以對克服球墨鑄鐵的牛眼組織作用有限。Mn在LTF區偏析易使此區域奧氏體穩定，等溫淬火后形成高碳馬氏體+殘余奧氏體混合組織，大大惡化ADI球墨鑄鐵的塑性及韌性。在珠光體及鐵素體型球墨鑄鐵中，Mn、Cr的偏析導致韌性-脆性轉化溫度升高，容易引起脆性斷裂，截面越大越嚴重。
鉻：Cr偏析比Mn強烈，易形成晶間碳化物，降低動(dòng)載荷性能，提高縮松傾向。
釩：V比Cr形成碳化物的傾向更大。碳化釩除單獨存在外，，還與碳化鐵形成共晶體或固溶體。
鈦：Ti與C易形成TiC。TiC熔點(diǎn)3180℃，以孤立塊狀形態(tài)存在。當溶液中存在C、N時(shí)，Ti與C、N更易形成化合物TiC、TiN。當形成針狀Mo-Ti-V晶間復合碳化物時(shí)，會(huì )削弱力學(xué)性能。同時(shí)，TiC、TiN是高硬度相，對切削加工會(huì )產(chǎn)生不良影響。
鉬：Mo是富集于LTF區的強偏析元素。形成的晶間組織并不是簡(jiǎn)單的碳化物，而是復雜的合金化合物。當P含量偏高時(shí)，晶間組織中會(huì )出現Fe-Mo-P化合物，Mo在晶界易形成鉬硅化合物，這些組織會(huì )明顯降低動(dòng)載荷性能，還增加微觀(guān)縮孔。
為了克服偏析元素對組織和性能的不利影響，可同時(shí)添加正、反偏析元素以抵消彼此的負面作用，獲得人們希望的均勻組織。
3.磷硫及低熔點(diǎn)元素
磷：P不是促進(jìn)碳化物形成元素，但顯示出征偏析特性，以磷化鐵的形式組成低熔點(diǎn)三元磷共晶在LTF區共晶界上，降低鑄態(tài)球墨鑄鐵的強度和韌性。同時(shí)P還同時(shí)偏析到奧氏體晶粒的亞晶界，使亞晶粒界面塑性明顯小于晶內，增大球墨鑄鐵的回火脆性?xún)A向。
硫：S在球墨鑄鐵中含量不高，多以硫化物形式存在，固溶態(tài)的硫含量極低。硫化物多存在于核心，有利于石墨核心的形成。
錫、銻：低熔點(diǎn)元素Sn、Sb吸附在石墨/金屬界面上，形成阻礙碳原子向石墨球擴散的薄層，阻止鐵素體的產(chǎn)生。由于是通過(guò)薄層阻礙碳擴散，所以Sn、Sb促進(jìn)珠光體的能力比Cu、Ni強。過(guò)量的Sn、Sb偏析于最后凝固的液體，形成晶間化合物，導致強度和韌性均下降。
