镍在球墨铸铁生产中作用和应用

作者：admin 来源： 日期：2019/11/8 9:06:21

镍在球墨铸铁生产中作用和应用

镍在球墨铸铁生产中作用和应用

球墨铸铁管由非常多的元素组成，它每个元素都有它的作用，各个元素都相互协作，相互配合的，现在给大家解析一下镍在球墨铸铁生产中作用和应用。 
镍与铁液态无限互溶。固态下镍也能溶解于阿尔法相和嘎玛相中。镍与碳一般不形成碳化物。下图（2—9）民经显示了镍质量对稳定系和亚稳定系铸铁合金共晶转变温度的影响。说明它能促进稳定共晶转变，降低铸件产生白口倾向。镍属于石墨化元素。 

固态下，镍扩大奥氏体相区。这种变化很大程度上是奥氏体稳定化结果。稳定相在相变时总是会减缓相变进程、使相变过冷度加、铸件组织和性能发生变化。 
在凝固过程中，镍呈负偏析，大部分溶于奥氏体晶粒内。镍原子强化固溶体结构，使奥氏体组织趋于稳定，提高共析过冷度，非常有效地促进珠光体生成。球墨铸铁中镍的质量分数低于5%时，质量分数每提1%，共析转变温度约下降30摄氏度，共析组织中碳的质量分数约减少0.05%。奥氏体转变温度下降和共析含碳量减少都直接导致共析组织层片间距离减少和力学性能提高。图2—9显示镍对铁水含碳=3%、硅=2.3%、锰=0.2%、镍=4%--8%、钼=0.2%、镁=0.05%等温淬火球墨铸铁铸态基体组织、拉伸强度和伸长率的影响（试棒直径25mm）。 

共析转变过冷度随加镍量增加而增大。提高过冷度为稳定奥氏体创造了条件。奥氏体的稳定性与铸件壁厚（冷速）及其他元素（硅、锰）含量有关。当球墨铸铁含镍量达14%左右，嘎玛相已经非常稳定，嘎玛相转变为阿尔法相的温度已经降低到室温以下，即便较缓慢地冷却，基体也能保留全部奥氏体组织，成为具有奥氏体基体的球墨铸铁件。这种类型的球墨铸铁耐腐蚀、耐高温性能十分优越，采用这种合金球墨铸铁能够制成优良的耐热件和耐蚀件。 

在提高珠光体体积分数方面，镍与铜的作用相似，但是其能力优于铜。抑制铁素体生成所需的质量分数也少于铜。铸件加入1%镍时，可在锰量降低到小于或等于0.3%条件下获得超过70%珠光体的基体组织。厚度超过80mm的镁球墨铸铁件中，同时加入1%---1.5%镍与0.25%---0.35%钼，铸态基体将是珠光体+索氏体并含有少量铁素体组织。力学性能达到QT600—3牌号要求。 

镍抑制铁素体生成，能比较有效地消除白口倾向。只需要加入少量镍即可将铁素体体积分数降低（＜5%＝。但消除游离碳化物、降低白口倾向的作用比硅差。 

镍延长奥氏体等温转变的孕育时间，降低等温转变的临界冷速。同时也降低珠光体转变温度。延长奥氏体等温转变孕育时间相当于有利于厚壁铸件和复杂铸件淬火硬化。这些作用都使镍成为促进珠光体生成以及稳定珠光体组织的元素。 

除了稳定珠光体作用外，加镍还细化珠光体，抑制碳化物生成。镍提高铸件强度和室温冲击韧度。降低球墨铸铁韧-脆性转变ijya.e利于提高低温冲击韧度。对于低温应用的铸件来说这是一项重要作用。当铁水镍=2%--3%时，铸件即可在低温环境应用。 

镍降低马氏体点（MS），但这方面的作用弱于锰。含镍球墨铸铁钛态组织可能出现马氏体体和针状铁素体组织。观察直径30mm含镍球墨铸铁试棒铸态组织可以看到，当镍的质量分数低于5%时，基体组织无所为铁素体+珠光体（碳量超过2.5%时，石墨析出量增加）。镍加碳的含量增加到一定程度，出现马氏。如果再提高含镍量，则出现奥氏体。可以根据这样的结果，适当调整不同壁厚铸件的化学成分，制取铸态马氏体球墨铸铁。 
镍常与钼一起加入。镍与钼复合应用，可以获得细密坚韧的淬火组织，而且经过等温处理可以产生强韧性很高的等温淬火基体。镍与铬也常复合应用于球墨铸铁件，这种铸件组织经热处理也可以充分强韧性化，满足铸件抗磨能力、高强度、高韧性要求。 

我国镍资源并不雨十分丰富。生产一般珠光体球墨铸铁件时，也应尽量利用与镍有相似作用的铜来代替。