铸造之乡河北泊头,铸造产品材质多种,产品性能良好,从而引来全国乃至多个国外客商。铸造材质有灰铁铸件,球墨铸件,普通碳钢铸件,合金钢铸件,不锈钢铸件等多种铸造材质和标号的铸件,铸造工艺有树脂砂、水泥沙、粘土砂、覆膜砂等多种工艺,精密铸造是近年来兴起的一种铸造方式,精密铸造简称【精铸】,精铸的产品不但外观漂亮,而且铸件内部细腻均匀。
不锈钢铸件耐腐蚀性能及化学元素配料的对比
不锈钢铸件材质的配料化学元素有很多种,目前在铸造中常用的有20多种。铸造行业在抗腐蚀现象中,经过长期的理论实践相结合的情况下研制的这种不锈钢铸件材质配料有十多种。不锈钢铸件材质的性能和组织影响最大的化学元素有:碳,铬,镍,锰,硅,钼,钛,铌,氮,铜。钴。这些化学元素除去碳和硅、氮都是化学元素表中位于过度族的元素。其实工业上用的不锈钢都是同时存在十几种元素的,当几种元素共同存在于不锈钢铸件这个统一体中的时候,它们的效果要比单独存在复杂很多,因为在这种情况下不仅要考虑各个元素的自身作用,还要考虑它们相互间的反应,所以,不锈钢的组织是各个元素的总和,也就是说不锈钢材质的铸件的优势所在。
每种元素对不锈钢性能和组织的影响作用
1、铬在不锈钢中起着决定性作用:
决定不锈钢铸件属性的化学元素有一种,就是铬,每个标号的不锈钢铸件都含有一定数量的铬。至今为止还没有哪种不锈钢铸件材质不含铬。铬能成为决定不锈钢铸件性能的主要元素的根本原因就是不锈钢中添加铬作为合金元素后能促使它的内部运动向抗腐蚀的方面发展,这种变化可以在以下的情况中得到证明:
1)铬能使铁的基固溶体的电极电位提高。
2)铬能吸收铁的电子,使铁钝化(钝化是由于阳极反应被阻止,从而引起金属合金的耐腐蚀性能提高,构成金属与合金钝化的理论主要有薄膜论和吸附论以及电子排列论)。
2、碳是工业用钢的主要元素之一。钢的性能组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量以及分布形式。在不锈钢铸件中碳的影响很显著。主要表现在两方面:一是碳是稳定奥氏体元素,并且它的作用程度很大,约为镍的30倍。其次是由于碳和铬的吸力很大,于铬形成一系列复杂的碳化物,所以,从强度和耐腐蚀来讲,碳在不锈钢中的作用是相互矛盾的
掌握了这些性能,我们就可以对不同的不锈钢产品和要求选择不同的含量的碳。
工业中应用最广泛的不锈钢...ocr13--4cr13这五个牌号的不锈钢标准铬的含量是12-14%之间,就是由碳与铬的元素来决定,目的在于使碳和铬结合成碳化铬以后溶体中的含铬量不低于11.7%这个最低限度的含铬量。
这五个牌号的钢由于含碳量不同,强度和耐腐蚀性也有区别,ocr13--2cr13钢的耐腐蚀性较好,但强度低于3cr13和4cr13的钢,多用于制造结构零件,后两个牌号的钢由于含碳量高而是适用于制造高强度及耐磨的零件。为了克服18-8铬镍不锈钢的晶间腐蚀,可将钢的含碳量降至0.03%以下,或者加入比铬和碳吸力更大的化学元素钛或铌,使之不能形成碳化铬。当高硬度与耐磨性成为主要要求时,我们可以在增加钢的含碳量的同时适当的提高含铬量,这样既满足用户对不锈钢铸件产品的硬度和耐磨要求,又有一定的耐腐蚀性。
工业用的轴承和量具、刃具是不锈钢9CR18和9cr17nouco的钢,它含碳量高达0.85-0.95%,由于它的含铬量也相应高,所以依然保证了不锈钢铸件的耐腐蚀性的要求。
总的来说,目前工业中用的不锈钢铸件的含碳量都是比较低的,一般的含碳量都在0.1-0.4%之间,耐酸钢以含碳量0.1-0.2%之间,含碳量大于0.4%的不锈钢铸件只占钢的牌号总说的一小部分。这是因为大多数的不锈钢铸件是以耐腐蚀为主。另外,比较低的含碳量是出于用户对不锈钢铸件的特殊要求,比如焊接和冷变形。
3、镍在不锈钢铸件的的作用是与铬配合才能发挥出来
镍是最好的耐腐蚀材料,也是合金钢的重要合金化学元素。镍在不锈钢铸件中是形成奥氏体的元素,但是低碳镍钢要想获得奥氏体组织,含镍量要高达24%,而只有镍的含量达到27%时才能使钢在某些材质中的耐腐蚀性能显著改变。所以,镍不能单独构成不锈钢铸件。但是镍与铬同时存在于不锈钢铸件中时,含镍的不锈钢铸件却是具有许多的性能。由此可知,镍作为合金元素在不锈钢铸件中起到的作用作用它使高铬钢的组织发生变化,从而使不锈钢铸件的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改变。
4、锰和氮可以代替铬镍不锈钢铸件中的镍
铬镍奥氏体的优点虽然很多,氮近年来由于镍基耐热合金与含镍20%以下的热强钢的大量发展和应用,以及重工业的迅速发展对不锈钢铸件的需求量越来越大,镍的矿藏量又较少,且集中分布在少数地区,因此在世界范围内出现了镍的供求紧张,所以在不锈钢铸件和许多其它合金领域中,特别是镍的资源缺乏的国家广泛展开了节约镍和其它代替镍的科学研究与生产实践。在这方面研究与应用较多的是以锰和氮来替代不锈钢和耐热钢中的镍。
锰对于奥氏体的作用和镍相似。但是说的准确些,锰的作用不在于形成奥氏体,而在于它降低钢的临界淬火速度和冷却时增加奥氏体的稳定性。抑制奥氏体的分解,使高温下形成的奥氏体得以保持到常温。在提高钢的耐腐蚀性方面,锰的作用不大,如不锈钢铸件中的含锰量从0-10.4的变化,也不使钢在空气中与酸中的耐腐蚀性能发生明显改变。这是因为锰对提高铁基固溶体的电极电位的作用不大,形成的氧化膜的防护作用也很低,所以工业上虽有以锰合金化的奥氏体钢,但它们不能作为不锈钢铸件使用。锰在钢中的稳定奥氏体的作用约为镍的二分之一,即2%的氮在钢中的作用也是稳定奥氏体,并且作用的程度比镍还大。例如,要使含18%的铬的钢在常温下获得奥氏体组织的话,以锰和氮代替镍的低镍不锈钢铸件,目前已经在工业中得到应用,有的已成功替代了经典的18-8铬镍的不锈钢铸件。
5、不锈钢铸件中加钛或铌是为了防止晶间腐蚀。
6、钼和铜可以提供某些不锈钢铸件的耐腐蚀性。
7、其它化学元素对不锈钢铸件的性能和组织的影响
以上主要的九种化学元素对不锈钢铸件的性能组织的影响,除去这些化学元素对不锈钢铸件性能和组织的影响较大的元素以外,不锈钢铸件中还含有一些其它的化学元素。有的是和一般不锈钢一样为常存杂志元素,如硅、硫、磷等,也有的是为了某些特殊的要求而加入的。如钴、硼、硒、稀土元素等。从不锈钢铸件的耐腐蚀性能这一主要性质来讲,这些化学元素相对于已讲过的九种元素,都是非主要方面的,虽然如此,但是也不能完全忽略它们对不锈钢铸件的性能组织的影响。
硅是形成铁元素的主要元素,在一般不锈钢铸件中为常存杂质化学元素。
钴作为合金元素在不锈钢铸件中的应用不多,这是因为钴的价格太高以及它在其它方面有着重要用途。如高速钢、硬质合金、钴基耐热合金、磁钢和硬磁合金等。在一般不锈钢铸件中加钴作为合金元素的也极少。常用不锈钢铸件如9cr17mouco的钢含1.2-1.8%的钴,目的并不在于提高不锈钢铸件的耐腐蚀性,而在于提高不锈钢铸件的硬度,因为这种不锈钢铸件主要用于制造切片及机械刃具、剪刀、手术刀片等。
硼:高铬铁元素体不锈钢承认7Ho2Ti钢中加入0.005%的硼,可使在沸腾的65%醋酸中的耐腐蚀性能提高。加入微量的硼(0.0006-0.0007%)可是奥氏体不锈钢铸件的耐热态塑性改变。少量的硼由于形成低熔点共晶体是奥氏体钢焊接时产生热裂纹的倾向增大,但是含有较多的硼时反而可防止热裂纹的产品,因为当含有0.5-0.6%的硼时,即使在近缝区形成裂纹也可以为处于液态-固态的熔池金属所填充。含硼的铬镍奥氏体不锈钢铸件在院子能工业中有着特殊的用途。
磷:在一般不锈钢铸件中是的杂质元素,但在奥氏体不锈钢铸件中的危害不像在一般钢中那样显著,故含量可允许高一些。如有的资料提出可达0.06%,以利于冶炼控制。个别的含锰的奥氏体钢的含磷量可达0.06%以至0.08%。利用磷对不锈钢铸件的强化作用,也有加磷作为时效硬化不锈钢铸件的合金元素。pH17-10p钢含磷量0.25%和pH-HNM钢含磷量高达0.3%等。
硫和硒:在一般不锈钢铸件中也是常有的杂质化学元素。但向不锈钢铸件中加0.2-0.4%的硫可以提供不锈钢铸件的切削性。硒也具有同样作用。硫和硒提高不锈钢铸件的切削性能是因为它们降低了不锈钢铸件的韧性。例如一般18-8铬镍不锈钢铸件的冲击值可达30kg/cm。含0.31%的硫的18-8钢的冲击值为1.8kg/cm。含0.22%硒的18-8钢的冲击值为3.24kg/cm。硫与硒均能降低不锈钢铸件耐腐蚀性能。所以实际应用中它们的作为不锈钢铸件的合金化元素很少。
稀土元素:稀土元素应用于不锈钢铸件中主要目的在于改善工艺性能方面。如向cr17Ti的钢和cr17mo2Ti的钢中加少量的稀土元素可以消除钢锭中因为氢气引起的气泡和减少钢坯中裂纹。奥氏体和奥氏体铁元素体不锈钢中加0.02-0.5%的稀土元素,可显著改善锻造性能。曾有一种含19.5%铬和23%镍以及钼铜锰的奥氏体钢,由于热加工工艺性能在过去只能生产不锈钢铸件,加稀土元素后则可轧制成各种型材。目前已知的化学元素有一百多种,在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约有二十多种。对于人们在于腐蚀现象做长期斗争中的实践形成的不锈钢铸件这一特殊钢制系列来讲,最常用的化学元素有十几种,除了组成钢的基本元素铁以外,对于不锈钢铸件的性能组织影响最大的化学元素是:碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、锰、氮、铜、钴。这些化学元素中除碳、硅、氮以外,都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。实际工业上应用的不锈钢铸件都是同事存在几种以至十几种化学元素的,当几种化学元素共存于不锈钢铸件这一统一体中时,它们的影响要比单独存在时复杂的多,因为这种情况下不仅要考虑各个元素自身作用,而且要注意它们相互之间的影响,因此不锈钢铸件的组织决定于各个化学元素的总和的影响。