在固態(tài)的鑄鐵中,硅幾乎全部固溶于奧氏體和鐵素體,不進入碳化物。硅原子與鐵原子可以結合成具有強共價鍵的含硅鐵素體,不僅促進鐵素體形成,而且使鐵素體強化的作用很強。
為了了解硅強化鐵素體的能力,避免石墨形態(tài)和其他合金元素的影響,20世紀50年代,國外有人在碳含量為0.1%、不含其他合金元素的鋼中,加入不同量的硅,以比較硅對力學性能的影響,結果見表1。表1中,還列出了組織為全部珠光體、不含其他合金元素的碳鋼的性能,供對比。
由表1可見,硅強化鐵素體的作用很明顯。硅含量的提高后,抗拉強度和硬度都隨之提高。但是,硅固溶強化的鐵素體,抗拉強度和硬度的值仍明顯地低于珠光體。
鑄鐵中,利用硅的固溶強化作用,可以減少或不用銅、鎳、錫、鉬、鉻等提高強度的合金元素,當然是有益的。可是,很長時間以來。鑄造行業(yè)還沒有充分地利用硅的這種潛能
就灰鑄鐵而言,由于片狀石墨切割基體的作用很大,鑄鐵的強度不高,一般對伸長率也不要求。雖然提高灰鑄鐵的強度,主要是靠控制石墨的形態(tài)、數(shù)量,以及減小共晶團的尺寸,但也不能不盡可能地增強基體組織。除需求量很少的低牌號灰鑄鐵外,一般都要求基體組織全部為珠光體。為了得到珠光體基體,鑄鐵中的硅含量當然不宜太高。因此,鑄造行業(yè)的同仁也就很少注意硅的固溶強化作用。
就球墨鑄鐵而言,所有的牌號對伸長率都有嚴格的要求。由表1可見,珠光體中固溶的硅量增多,伸長率相應地有所降低,硅含量超過3%后尤為明顯。
此外,從很多有關球墨鑄鐵力學性能的試驗報告中,都可見到類似的數(shù)據(jù)。
經(jīng)相當長的一段時間,逐漸形成了這樣一種觀念,即:鑄鐵中的硅含量太高,會導致延性、韌性降低。因此,硅的固溶強化作用往往就沒有受到重視。實際上,有些試驗數(shù)據(jù)中只考慮硅含量的改變,忽略了其他因素的影響,無意中夸大了硅的‘脆化’作用。
以上就是球墨鑄鐵棒廠家介紹硅在鐵素體中的固溶強化作用!