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鎳在鑄鐵中的作用

2022-6-8  閱讀(1351)

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   鎳在鑄鐵中有輕微的石墨化作用,可以穩(wěn)定珠光體和減少鐵素體含量。因此鑄鐵中的鎳有助于獲得均勻單一的組織和較高的致密度。鎳合金鑄鐵多用于制造汽車(chē)行業(yè)和化學(xué)行業(yè)的鑄件。

     鎳與鐵在γ區(qū)內(nèi)形成連續(xù)固溶體,液相線(xiàn)(1436℃以下),含65-72%Ni時(shí),出現(xiàn)一個(gè)不很明顯的低點(diǎn)。鎳可以擴(kuò)大γ區(qū),含鎳鑄鐵在固態(tài)時(shí),分成數(shù)個(gè)相,回火時(shí),從這些相中都可析出FeNi3。α-Ni360℃以下為面心立方晶型,β-Ni1130℃以下為六方晶型,γ-Ni在熔點(diǎn)之前為體心立方晶型。Ni3C為六方晶型,在380℃以上時(shí),分解為鎳和碳。由鎳-碳狀態(tài)圖可見(jiàn),液體中的Ni3C直至200℃以上還是穩(wěn)定的。鎳在γ鐵中可以無(wú)限固溶,但在α鐵中僅固溶10%左右。鎳有助于奧氏體的過(guò)冷。

鎳在鑄鐵中有輕微的石墨化作用,它的能力大約為硅的1/5-1/3。鑄鐵中含鎳量過(guò)高,會(huì)抵消一些元素阻礙石墨化的作用,使鑄鐵不會(huì)產(chǎn)生自由滲碳體,沒(méi)有白口傾向,降低鑄鐵的硬度。

    鑄鐵中加入少量的鎳(0.1-1.0%),會(huì)形成微細(xì)的珠光體,含鎳量較高時(shí),會(huì)形成馬氏體和奧氏體。鎳在鋼中不產(chǎn)生任何的碳化物,幾乎全部存在于固溶體中,起固溶強(qiáng)化作用。鎳的原子半徑略小于鐵的原子半徑,鎳原子形成置換固溶體,擴(kuò)散到正刃型位錯(cuò)線(xiàn)上方受壓力的部位,造成溶質(zhì)原子的壓力場(chǎng)和位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)的交互作用,從而引起溶質(zhì)原子趨于位錯(cuò)周?chē)?,仿佛析出了一個(gè)溶質(zhì)原子的“氣團(tuán)"。由于“氣團(tuán)"的存在,位錯(cuò)受到束縛,若使位錯(cuò)掙脫“氣團(tuán)"而運(yùn)動(dòng),就必須要施加更大的外力。因此,鎳鑄鐵有著較高的強(qiáng)度和硬度。鎳鑄鐵基體由馬氏體組成,其硬度高,耐磨性高。鎳鑄鐵中存在大量的殘余奧氏體,鑄件在使用過(guò)程中產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象,也使鑄鐵的耐磨性有所增強(qiáng)。此外,鎳鑄鐵的結(jié)構(gòu)均勻,致密度高,可以提高鑄件的抗蝕能力和在不高溫度下的耐磨性能。

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