金屬爐料與汽車缸體鑄件的化學成分
金屬爐料通常由鑄造生鐵、回爐料和碳素廢鋼組成。爐料的組成對鑄件的力學性能有明顯的影響。隨著鑄造生鐵加入量的增加，灰鑄鐵的抗拉強度顯著下降，當加入量≥30%時，則σb值很低。因為生鐵碳高硅低，晶粒粗大這種特性會遺傳給灰鑄鐵?；貭t料晶粒較細，所以增加回爐料，灰鑄鐵的抗拉強度有一定程度得提高。提高缸體鑄件抗拉強度只要是增加廢鋼加入量，降低鐵液的碳含量和增加鐵液的氮含量。但用電爐熔化鐵水時，精煉的時間不宜過長，否則鐵液的氮含量超過0.01%時，將有產生氣體缺陷的危險。
在實際生產中，爐料的組成一般為生鐵：廢鋼：回爐料=2：3：5.
鑄鐵化學成分的選擇
就灰鑄鐵而言，隨著碳含量的增加，鐵液的鑄造性能越好，但灰鑄鐵的抗拉強度隨著碳當量的提高而降低，碳當量過低還容易產生縮孔缺陷。為使缸體具有良好的鑄造性能，我們選用較高碳含量（CE=3.95-4.15）其中C3.35-3.45,Si/C＜0.55.
為了保證缸體具有標準要求的本體強度和硬度，在化學成分中加入MN,Mo,Cu,Cr.當合金元素加入量＜1.0%時，提高灰鑄鐵抗拉強度的能力，由強到弱的順序排列為Ni,Mn,Cu,Mo,V,Sn,Cu,Cr是強烈穩定珠光體的元素，但對細化珠光體作用很小、提高灰鑄鐵抗拉強度很大阻礙石墨化能力的作用也很大，白口傾向很大，在缸體生產中一般不使用。Mn是鑄鐵中穩定碳素體和促進珠光體的元素，但它會于S形成石墨非自發形核的核心MnS,促進鑄鐵石墨化。當CE較高時，鑄鐵自身的石墨數量多且粗，珠光體數量少，增加Mn含量，盡管石墨形態變化不會很大，但Mn對鑄鐵珠光體化的作用表現較強，故可提高抗拉強度。考慮到與S的中和作用，Mn以0.06%-0.8%為宜。Ni和Mo價格昂貴，盡量少用，我們不用Ni而用Cu代之。只有當Cu含量＞.5%時，灰鑄鐵的抗拉強度才會明顯提高。所以加入0.55%的銅，不足的部分用Mo和Cr補充。加入合金元素，鑄鐵的白口傾向加大，鑄造性能變差，縮松和縮孔傾向加大。灰鑄鐵的Cr含量越高缸體越容易產生縮孔廢品，以Cr含量低于0.25%為宜。實踐證明，當Cr含量高于0.25%時，缸體的機油泵側和起吊支架旁會產生所裂。
綜上述所述，我們選用HT300低合金灰鑄鐵，在化學成分上加入Cr0.15%-0.25%、Cu0.45%-0.55%、Mo0.30%-0.40%、Mn0.60%-0.80%,滿足了發動機缸體力學性能要求。
南京固琦分析儀器制造有限公司技術部
