锡对灰口铸铁组织和性能的影响袋狸
福州大学(福建省福州市350002) 李树江 福建省机械科学研究院郑鼎彝 邹 翔 何上勋 吴晓翔
摘 要 研究了锡对灰口铸铁石墨形态、基体组织、机械性能、冶金将质量指标和铸造性能的影响。实验表明，铸铁中的含锡量应控制在0.1%以下。关键词：灰口铸铁 锡 组织 性能
The Effect of Tin on Structure and Properties of Gray Iron
L i Shujiang (F uzhou University)
Zheng Ding yi Zou Xiang He Shangx un Wu Xiaoxiangadroit
(F ujian M achiner y Science Rearch Institute)
Abstract In this paper the authors have been studied the effects of tin on graphite morphology,matrix structures
and mechanical properties and metallurg ical quality index as w ell as the castability of casting.It has been propod that tin content must be lim ited to <0.1%.Key words:Gray iron Tin Structure Property 锡作为促进和稳定珠光体的元素，已在铸铁生产中获得应用。据有关资料[1~
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4]
报导，只要加入
0.06%~0.10%的锡，就可保证得到珠光体基体。但在某些地方生铁中，锡的含量远远超过这个数值
[5-8]
，影响铸件质量。因此，研究锡对铸铁组织和
性能的影响，确定锡在铸铁中的允许含量，就成为本试验的目的。1 试验
试验在容量为20kg 的100kW 酸性炉衬中频感应炉中进行。用本溪生铁、废钢熔炼铁水，用75硅铁、60锰铁调整成分。原铁水成分为:3.58%~ 3.74%C;1.81%~2.34%Si;0.65%~0.78%Mn;0.044%~0.078%P;0.026%~0.039%S 。待炉料熔化，过热到1500e ，用钟罩压入0.1%~1%的锡，然后出炉，浇注试样。2 试验结果和分析讨论211 机械性能
图1为锡对灰口铸铁机械性能的影响，从中看出，当Sn<0.26%时，随着锡含量的增加，铸铁的抗拉强度和抗弯强度都有明显的提高。当锡含量超过0.26%时，抗拉强度
注：福建省经委课题项目，曾获该省科学技术进步三等奖
和抗弯强度都呈下降趋势。
随着锡含量的增加，硬度明显上升。硬度与含锡量之间近似呈线性关系。212 冶金质量指标
锡对灰口铸铁冶金质量指标的影响，如图2所示。从中看出，当Sn<0.26%时，随着锡含量的增加，成熟度(RG)下降；当Sn>0.26%时,
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成熟度又呈上升趋势。
图1 锡对灰铁机械性能的影响 图2 锡对灰铁冶金质量指标的影响
Fig.1 The effect of tin on mechanical Fig.2 T he effect of tin on the metallurgical
properties of gray i ron
quality index of gray iron
)
46)锡对灰口铸铁组织和性能的影响
5铸造技术62/1998
随着锡含量的增加，硬化度(H G)显著提高。当Sn [0.1%时,H G 在0.8~1.0之间。
灰口铸铁的品质系数随锡含量的增加，呈下降趋势。当Sn [0.1%时，灰铸铁的品质系数在1.0~ 1.1之间。
213 断面敏感性
断面敏感性是在阶梯试样(图3)上试定的。测定前，测定面用机械加工的方法加工去掉5mm，然后在各断面的中心点测试硬度。测定结果如图4所示。从中可以看出，当锡含量增加到0.1%时，主要使试样的薄断面硬度提高，从而造成不同断面间最大
硬度差从HB27提高到H B36。继续增加锡含量，不同断面的硬度都随着提高，但不同断面间硬度差变化不大。
214 激冷白口倾向
激冷白口倾向是用140@80@20(mm)3的试样测定的，用450@550@60(mm )3的铁板激冷，湿砂型铸造。测试结果，如图5所示。从中看出，只要加入微量的锡可以明显提高铸铁的激冷白口倾向。当锡含量为0.1%时，出现最大值，白口深度达到34.6mm ，比原铁水的白口深度(18.8mm)增加15.8mm，继续增加锡的含量,
paradox
激冷白口倾向下降。
图3 阶梯试样F ig.3 Stepped test bar
图4 锡对灰铁断面敏感性的影响Fig.4 T he effect of tin on the ction
nsitivity of gray ir on
图5 锡对灰铁激冷白口倾向的影响 Fig.5 T he effect of tin on the
chilling tendency of g ray iron
215 自由收缩率
铸铁的自由收缩率是用ZSX 铸造合金线收缩仪测定、LZ204函数记录仪记录的。锡对铸铁自由收缩率的影响如图6所示。当Sn<0.47%时，锡有减小铸铁凝固前膨胀的倾向。锡含量继续增大，铸铁的凝固前膨胀率回升。
当Sn<0.26%时,
铸铁共析前收缩率随锡含量
图6 锡对灰铁
自由收缩率的影响Fig.6 T he effect o f
t in on the free contraction of g ray iron
的增加而明显增大。继续增加锡含量，共析前收缩率变化不大。
铸铁共析后收缩在Sn=0.08%时出现最低值。低于或者高于这个锡含量，都增大铸铁的共析后收缩率。
综合铸铁凝固冷却各阶段自由收缩率的结果得到铸铁的总收缩率(图6)。从中看出锡有显著增大灰口铸铁总收缩率的趋势，并且在锡含量为0.47%~0.76%时出现最大值。这就使得铸铁裂纹
倾向增大，铸件的形状和尺寸稳定性降低。216 金相显微组织21611 基体组织
锡是促进和稳定珠光体的元素。向铁水中加入锡，可以提高铸铁组织中的珠光体含量。不含锡试样的基体组织由50%珠光体和50%铁素体组成。只要加入微量的锡(0.01%)，就能使铸铁中的铁素体含量减少到15%。当锡含量增加到0.1%时，基体组织基本由珠光体组成。
锡还有促进铸铁中碳化物生成的倾向。试验发现，锡含量增加到0.26%以上时，铸铁中的碳化物含量有明显的增加(见图7)。
)
47)
锡对灰口铸铁组织和性能的影响5铸造技术62/1998
基体组织的这些变化和机械性能的变化趋势有较好的吻合。随着锡含量的增加，铁素体量减少，珠光体量增多，使得强度和硬度都呈上升的趋势。锡含量超过0.26%时，由于碳化物量增多，造成脆性增大，强度下降，硬度继续提高。21612石墨形态
翻译资格考试铁水中只要含有微量(0.002%)的锡，就会增加片状石墨的弯曲程度，形成蛛网状石墨。锡含量较高时，这种倾向就更加明显(图8a)，同时还有过冷石墨出现(图8b)
。锡对铸铁的共晶团数的影响不明显。
(a)蛛网状石墨(b)D型石墨
图7含锡铸铁(Sn0.76%)中的块状碳化物图8含锡(Sn0.47%)铸铁中的石墨形态@1004%硝酸酒精腐蚀@100未腐蚀
Fig.7T he cump carbide in gr ay iron containing tin F ig.8T he g raphite morphology in g ray iron containing tin
(0.76%Sn)etched w ith nital@100(0.47%Sn)@100
official3结论
(1)当Sn[0.26%时，随着锡含量的增加，强度提高；当Sn>0.26%时，则相反。
(2)随着锡含量的增加，铸铁硬度明显上升。
(3)锡降低铸铁的品质系数，但当Sn<0.1%时，品质系数可以保持在1.00~ 1.09。
(4)锡有增大铸铁断面敏感性的作用。
桌子的拼音
(5)加入微量的锡就可增加铸铁的激冷白口倾向。
(6)锡增大片状石墨弯曲度，促进蛛网状石墨和过冷石墨的生成。
(7)锡对铸铁中的珠光体起促进和稳定作用。当Sn>0.26%时，促进块状碳化物析出。
(8)当Sn<0.08%时，随着锡含量的增加，凝固前膨胀率下降，共析前收缩率提高，共析后收缩率下降，总收缩率提高。
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(9)鉴于上述几点，建议将铸铁中的锡含量控制在<0.1%。
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试验研究(鉴定会资料)11985110
6福州动力机械厂，福建省机械科学研究院1利用孕育处理改善柴油机灰铸铁件性能的试验(鉴定会资料)11985110
7福建省拖拉机厂，福建省机械科学研究院1改善东风)))12拖拉机箱体性能试验(鉴定会资料)11985110
8福建省机械科学研究院1改善本省地方生铁使用性能的研究(鉴定资料)11985110
收稿日期:1997)10)16
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道，先压出与原崩缺形状完全吻合的镶块，并整
形、清理子浇道余根，再用新压出的铝镶块嵌
装后生产出合格铸件。经过近二个月的生产实
践表明，其质量稳定。
此种修复方法的妙处在于方法简单，构思新颖，不需要重新制造模具。既降低了生产成
本，又延长了模具的使用周期。
)
48 )锡对灰口铸铁组织和性能的影响
5铸造技术62/1998
