Vai trò của các nguyên tố hợp kim trong gang xám

1. Mangan và lưu huỳnh
Generally speaking, sulfur is a harmful element. But for gray cast iron, a small amount of sulfur plays a very important role in the refinement of graphite core and cocrystal groups. Therefore, the sulfur content in gray cast iron should not be less than 0.06%, and it is best to keep between 0.06% and 0.08%. If the sulfur content is too high (>0.18 phần trăm ), tất cả các loại hiệu ứng có hại sẽ xuất hiện và làm hỏng chất lượng truyền.
Lưu huỳnh là nguyên tố có hoạt động hóa học mạnh. Khi hàm lượng mangan trong gang rất thấp, lưu huỳnh và sắt tạo ra hợp chất FeS (điểm nóng chảy 1193 độ) và cũng tạo thành các tinh thể nóng chảy thấp với sắt và cacbon (cacbon 0.17%, lưu huỳnh 31,7%, phần còn lại là sắt, điểm nóng chảy 975 độ).
FeS Có thể tan hoàn toàn trong dung dịch sắt. Khi sắt hóa rắn, lưu huỳnh hoặc FeS trong dung dịch rắn austenit và cacbon hóa rất nhỏ, dần dần được làm giàu trong pha lỏng còn lại và cuối cùng kết tủa ở dạng sunfua, khi hàm lượng lưu huỳnh trong gang là 0.02 phần trăm, sunfua độc lập có thể xuất hiện.
Trong gang xám, ái lực của lưu huỳnh và mangan lớn hơn nhiều so với sắt và sự hình thành MnS chiếm ưu thế trong phản ứng được mô tả trong phương trình sau.
Mn cộng với FeS MnS cộng với Fe
Điểm nóng chảy của MnS là 1620 độ. Trong gang xám, MnS là một tạp chất màu xám xanh nhỏ và vô hại, phân bố rải rác trong ma trận kim loại, giúp cải thiện hiệu suất gia công của gang và nâng cao tuổi thọ của dụng cụ.
Trong gang xám, MnS và FeS có thể hòa tan lẫn nhau, do đó lượng mangan và lưu huỳnh trong hợp chất sunfua (MnFe) S có thể thay đổi. Lưu huỳnh và oxy cũng có thể hòa tan lẫn nhau, vì vậy trong gang xám, tình trạng sunfua rất phức tạp, các hợp chất thu được có thể được biểu diễn bằng FexMnySvOw, trong đó các giá trị của x, y, v và W sẽ thay đổi theo các điều kiện cụ thể của gang.
Trong những năm gần đây, nghiên cứu bằng phân tích kim loại định lượng đã chỉ ra rằng có khoảng 43 triệu tạp chất MnS và (MnFe) S trong gang tro 1cm3 và kích thước của tạp chất là 2 ~ 23 micro. Tổng lượng tạp chất ít hơn 0.01 phần trăm trọng lượng của gang.
Khi lưu huỳnh tồn tại trong FeS hoặc đồng tinh thể ternary, nó sẽ phân tách trong pha lỏng ở giao diện của khối kết tinh trong quá trình đông đặc, cản trở sự phát triển của nhóm đồng tinh thể và làm tăng quá trình siêu lạnh của quá trình hóa rắn đồng tinh thể, do đó làm tăng xu hướng miệng trắng của gang. Sau khi đông kết, FeS hoặc ternary corystal ở ranh giới của nhóm corystal sẽ làm cho cơ tính của gang thấp và độ giòn lớn. Đây là tác hại của lưu huỳnh.
Nếu đủ lượng mangan được thêm vào gang để ức chế sản xuất FeS và tạo thành bao gồm sunfua mịn và phân tán, thì lưu huỳnh sẽ đóng vai trò tích cực và có lợi trong quá trình tạo mầm và phát triển của than chì. KẾT QUẢ Gang nhỏ tinh thể nhỏ, than chì là loại A, sẽ không có miệng trắng. Để làm cho hình dạng của tấm than chì đạt yêu cầu, hàm lượng lưu huỳnh tối thiểu trong gang xám phải là 0.06 phần trăm . Hàm lượng lưu huỳnh thấp hơn giá trị này và sự phân bố của tấm than chì trong gang là không tốt, và rất dễ tạo ra miệng trắng.
Vai trò chính của mangan trong gang xám là kiềm chế lưu huỳnh và ức chế sự hình thành FeS. Vì tỷ lệ khối lượng nguyên tử của mangan so với lưu huỳnh là 1,71. Tỷ lệ đương lượng MnS của mangan và lưu huỳnh hình thành trong gang là 1,71. Mangn cao hơn cân bằng gọi là