铸造厂铸件什么元素影响金相

A. 铸造镍铝青铜 金相 的标准

CC334G(CuAl11Fe6Ni6-C)属于德标铝青铜，执行标准：DIN EN 1982-2008

CC334G(CuAl11Fe6Ni6-C)有高强度、耐腐蚀、撞击时不产生火花等优良特性，广泛用作国防工业和民用。

CC334G(CuAl11Fe6Ni6-C)化学成分及性能如下图：

B. 造成球墨铸铁件金相组织不合格的原因是什么

必须根据金相不合格的情况进行分析。比如是石墨不成球？不均匀？基体组织不符合标准？建议认真看一下如铸铁手册等专业书籍，那里面讲的很仔细并且科学，准确，在网络没有人能够大篇幅把所有的可能性给你写出来，对不对？你懂得。期望我的回答能够帮到你。

C. 液态金属与铸型相互作用会产生哪些缺陷

缺陷
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一、粘砂。
原因：砂型和涂料不当。高锰钢既为高锰，当然Mn含量高，与空气中的氧气发生反应，从而钢水表面含较多的的MnO，呈碱性，而制作型芯的材料采用石英砂，MnO很容易和石英砂或是含有酸性耐火材料的涂料如石英粉等发生化学反应：MnO+SiO2=MnO·SiO2，生成MnO·SiO2。这种低熔点化合物凝固时使砂粒牢牢黏附于铸件表面形成化学粒砂。低熔点物质的产生也促使钢水向型砂的孔隙中渗透，造成机械黏砂。预防如下：
高锰钢铸件生产中多采用石英砂，但必须使用碱性耐火材料或中性耐火材料制备的涂料，且必须使用镁砂碱性或中性炉衬，防止钢水表面氧化物和铸型之间的作用。
使用碱性耐火材料的原砂，如镁砂作为型砂可以根本解决黏砂和铸件表面质量问题。镁砂的导热性能好，能增加铸件结晶凝固时的冷却速度，改善结晶组织，提高性能。也可以使用中性的高耐火度的材料，如铬铁矿砂、铬镁砂等，芯子可采用铬铁矿树脂砂，砂型可采用橄榄石水玻璃砂，可使用镁砂高铝粉和铬铁矿粉做涂料，提高铸件表面质量。但这些材料比较昂贵，故实际生产中建议使用石英砂干型砂、镁砂等碱性耐火材料做涂料把石英砂和钢水隔开。
目前，用石灰石砂铸造高锰钢件较为普遍。以水玻璃为粘结剂的石灰石砂作型芯，可以得到光洁的内腔，作型砂可以得到光洁的外表面，清砂也比容易。也有个使用白云石砂，白云石砂也是一种碱性耐火材料。

二、晶料粗大。
原因：高锰钢本身的特性和浇注温度过高。高锰钢含碳量高，结晶速度较快，且导热性低和钢液凝固缓慢。在钢的凝固过程中，容易产生粗大的树枝晶，当传热有方向性时，很容易长成条状的柱状晶，在枝晶之间存在显微疏松和夹杂物，使高锰钢的塑性及冲击韧性急剧下降。尤其是标准高锰钢铸态晶粒的大小通过热处理是很难改变的。根据建材部标准规定高锰钢铸件晶粒度不粗于2级，有的工艺文件还规定壁厚不大于20mm的铸件不允许有柱状晶，大于20mm的铸件，断面两边柱状晶厚度之和不超过该断面厚度五分之二者为合格，否则为不合格。预防如下：
1、孕育处理。冶炼时，加入一定量的钼、铬元素进行孕育处理。因为这些元素的碳化物和氮化物在钢的结晶过程中能起到外来核心的作用，从而使晶粒细化。
2、合理控制浇注温度。浇注温度高时，钢液积蓄的热量多，凝固速度慢，结晶后晶粒粗大，反之，晶粒较细。因此，对于流动性好，导热率低的高锰钢，最好采用较低的浇注温度，以便得到较细的晶粒和较高的机械性能。因此在生产中要求高温冶炼，低温浇注，主要严格控制出钢温度。另外，浇注温度低还可以减少热裂缺陷、缩孔、粘砂、含气量和节约能源，是影响铸件质量的重要因素。

三、铸件开裂
原因一：打箱切割失当。
水韧处理前的高锰钢非常脆。高锰钢铸态组织是奥氏体和碳化物，由于碳化物的存在，钢的强度不高脆性很大，一碰撞就易产生裂纹。此外，大铸件浇冒口需气割时，由于局部突然受热，产生很大的应力，往往在冒口根部产生裂纹。预防如下：
1、铸件打箱时间要合理制定，不可提前，一般小件为4－6小时，较大件应在8－12小时后。且打箱之后不得将铸件放在易发生碰撞的地方。打箱、搬运过程不得碰撞，不得浇水，以防由应力和激冷造成铸件开裂。
2、铸件热处理前前，需将内腔及表面砂清理干净，打掉飞边、毛刺。厚的飞边、毛刺若过厚，可用气割割除，但须留适当余量。最好用砂轮切割机。小铸件的易割冒口用锤敲掉，大帽口只能割去5/6，其余量水韧处理后去除。切割过程不得有钢液流到铸件上，否则同样铸件开裂。
3、铸件水韧处理完毕，要在冷水中（最好在水下）割除冒口余量，并要求切割处水面流动（可设置1-2根水管喷水），以保证冷态切割，此时仍需要留出6-7mm余量。条件不足时对铸态不能敲掉的浇、冒口，可以水韧后进行浇水切割。非加工面上的余量最后用碳弧气刨清除，砂轮磨光。

原因二、化学成份偏差大
水韧处理产生淬火裂纹一个可能原因是铸造化学成分不合格，尤其“C”元素含量超标（Mn/C≤8），杂质“P”含量超标。
在高锰钢中，碳有两方面的作用。一方面是扩大奥氏体区，促使钢形成奥氏体组织；另一方面是促使钢加工硬化。高锰钢中必须具有相当的含碳量，才能起到有效的加工硬化作用和高的抗磨性，但碳的含量不能过高，否则铸态组织中将出现大量的碳化物，特别是粗大的碳化物。大量碳化物的出现引起钢发脆，即使是经过水韧处理使这些碳化物溶解于奥氏体中，但会在原来碳化物所在位置留下空间，造成显微裂纹，同样发脆。更有甚者，当含碳量过高时，在固溶处理后的淬火过程中仍不免有碳化物析出。所以，碳量应控制在一个合理的范围，不能过低（过低硬化能力不足），但也不能过高。
锰是扩大奥氏体区的元素，要想形成单一的奥氏体组织，必须有足够的含锰量。当钢中碳含量高时，锰量应相应提高，二者必须保持合理的比例。一般取Mn/C为10，如含锰量略低时可取8。选择锰碳比时要兼顾铸件壁厚，铸件愈厚，锰碳比愈高。冶炼时，锰铁宜后加入炉内，以减少烧损量，后加入的铁合金要预先经过烘烤。出钢前还可用12×20×300mm浇注后直接水韧处理的试棒，视其冷弯的角度来检验钢水质量。
磷的存在，使钢的冲击韧性下降，铸件易开裂。在高锰钢中，由于含锰量高，而锰与硫结合形成MnS而进入炉渣，因此高锰钢中硫的含量都比较低（一般不超过0.03%），对钢的不利影响远远小于磷。硅降低碳在奥氏体中的溶解度，促使碳化物析出，使钢的耐磨性和冲击韧性降低。处理如下：
严格材料的配合比，保证合适的锰碳比；生产中尽量降低磷的含量，锰铁中磷较高，在选购锰铁时，要选择含磷低的锰铁合金；含硅量要制在0.4-0.6%，最多不能超过0.8%。

原因三、水韧处理不当。
高锰钢由于碳化物的存在使钢发脆，必须经水韧处理后才能使用。水韧处理过程包括三个阶段：加热、保温和淬火。
基于高锰钢导热差，线收缩大（一般在2.5%~3.0%），内应力较大，且铸态组织中存在碳化物。故钢的强度降低，脆性变大，容易开裂，所以加热速度必须加以控制。
要消除其铸态组织的碳化物，须将钢加热至1040℃以上，并保温适当时间，使其碳化物完全固溶于单相奥氏体中，随后快速冷却得到奥氏体固溶体组织。这种固溶热处理又称为水韧处理。加热温度（水韧温度）在1050－1100℃足以保证钢中的碳化物较快地充分溶解。所以达此温度时，则停止加热，但过高的水韧温度会导致铸件表面严重脱碳，并促使高锰钢的晶粒迅速长大，影响高锰钢的使用性能。故加热温度在保证碳化物充分溶解的情况下，尽量选低。达此淬火温度时，铸态组织中的碳化物基本上都溶解了，但为了保证使少量尚未溶解的碳化物继续溶解，已溶解在奥氏体中的碳通过扩散而均匀化，以降低在以后的过程中碳化物再次析出的可能性，需要再此温度下进行一段时间的保温。此外，淬火终了水温大于60℃时会有碳化物再次析出。预防如下：
1、一般薄壁简单铸件可采用较快速率加热；厚壁铸件则宜缓慢加热。为减少铸件在加热过程中变形或开裂，生产上常采用预先在650左右保温，使厚壁铸件内外温差减小，炉内温度均匀，之后再快速升到水韧温度的处理工艺。从常温加热到600℃的温度区间，对薄壁（δ＜25mm）铸件，可用70℃/h的加热速度；对中等壁厚（δ=25－50mm）的铸件可用50℃/h的加热速度；对后壁（δ＞75mm）的铸件和形状复杂铸件，可用30－50℃/h的加热速度。待温度升至600℃以上，需保温使厚壁铸件内外温差减小，由于钢的塑性有所提高，开裂的危险性减小，铸件的加热速度一律可提高到100－150℃/h，直到淬火温度为止。到达淬火温度时需进行一定时间的保温。保温时间主要取决于铸件壁厚，以确保铸态组织中的碳化物完全溶解和奥氏体的均匀化。通常保温时间可按铸件壁厚25mm/1－1.5h计算。
2、淬火保温后应迅速地将铸件从炉中拉出投入水中。从打开炉门到工件全部入水的时间不得大于30s，愈短愈好（国标是45秒，绝对不能大于1min），以保证铸件温度不低于1000℃（低于950℃时又有碳化物重新析出，因保温的温度是1050-1100℃,故一定要快）。水量要大，不能低于铸件和吊栏重量的8倍以上，水温控制在10-30℃为宜，并在淬火时保持冷水从底部注部，确保淬火终了水温不大于60℃，以免高锰钢碳化物再次析出，力学性能显著下降。若用非循环水需定期增加水量，最好使用水质干净的循环水或采用压缩空气搅动池水。用吊篮吊淬时，可采用摆动吊篮的方式加速铸件的冷却。这时的钢具有奥氏体组织，塑性很好，淬火时虽然铸件中产生很大的内应力，但不会开裂的。高锰钢铸件入水常用自动倾翻或吊篮吊淬方式。前者对大件及形状复杂的薄壁件易引起变形，淬火后铸件从水池中取出也较为困难；后者淬火后取出铸件方便，但吊篮消耗大。
高锰钢水韧处理后高锰钢的金相组织。高锰钢经水韧处理后，如碳化物完全消除，则为单一奥氏体组织。这样的组织，只有在薄壁铸件上才可能得到。通常允许奥氏体晶粒内或晶界上有少量碳化物。高锰钢组织中的碳化物，按其产生的原因分为三种：其一为未溶碳化物，是水韧处理未能溶解的铸态组织中碳化物；其二是析出碳化物，是因为水韧处理时冷却速度不够高，在冷却过程中析出的；第三种是过热碳化物，是因水韧处理时加热温度过高而析出的共晶碳化物。前两种碳化物，可通过再次热处理予以消除，过热产生的共晶碳化物则不能借再次热处理消除。由于共晶碳化物超标而判定不合格的铸件，只能报废，不允许再次热处理。
此外，有一种说法，供大家参考。人们往往认为高锰钢淬透性很高，但厚度大于80mm的高锰钢件水韧后，心部冷速慢，析出了针状碳化物，使性能下降。为了减少高温下碳化物固溶的困难，降低能耗及缩短生产周期，对100mm以下厚度的简单铸件，也有采用200℃入炉，以70～80℃/h速度升温，不进行650℃保温的水韧工艺的。

四、气孔
气孔是铸造生产中常见的铸件缺陷之一。由于气孔导致的铸件废品占废品总数的三分之一左右。气孔是气体聚集在铸件表面、皮下和内部而形成的孔壁光滑空洞。一般将气孔分为三类：侵入性气孔、析出性气孔和反应性气孔。

原因一、侵入性气孔。浇注过程时液态金属对铸型激烈的热作用，使型砂和芯砂中的发气物（水分、粘接剂等）气化、分解和燃烧，生成大量气体，加上型腔中原有的气体，这些气体部分侵入液态金属内部而不能逸出所产生的孔洞，称为侵入性气孔。预防如下：
1、降低砂型（芯）界面的气体压力是最佳手段。如选用透气性好，发气量低的造型材料；控制型砂的水分及其它发气附加物，用干模砂或快干砂，不用湿砂型；应用发气量低、发气速度慢、发气温度高的粘结剂；砂型（芯）要保证烘干，烘干后的砂芯不宜存放太长时间，隔天使用的砂芯在使用前要回炉烘干，以防砂芯吸潮，不使用受潮、生锈的冷铁和芯撑等；排气要畅通，合理安排出气孔，使用冒口，提高铸型的排气能力；浇注后及时引火。引火后可听到气体的爆燃声和砂箱周围燃烧的火焰，砂箱移开后，可看到下部潮湿的痕迹。说明有大量的气体产生如H2、O2、CO、H2S等气体。
2、出钢后，让钢液静置5—10分钟，使钢液中的气体逸出。
3、浇注温度不能过低，保证侵入的气体有充分的时间从液态金属中上浮和逸出。加快浇注速度，选择合适的型空紧实度，增加上砂型高度，提高液态金属的静压力。浇注系统在设置时，应注意液态金属流的平稳，浇注千万不能中断，防止气体卷入金属液中。

原因二、析出性气孔。溶解在液态金属中的气体，在冷却凝固过程中，由于溶解度降低而析出形成的气孔，称为析出性气孔。析出性气孔数量多、尺寸小，形状呈圆形、椭圆形或针状。在铸件断面呈大面积均匀分布，主要是氢气孔和氮气孔。
金属尤其在液态金属时，能够吸附和溶解大量气体。溶解在金属液中的气体，在温度低和外界气氛压力降低时，就会从金属中析出，部分挣脱吸附克服阻力逸出，部分由于金属液表面凝固阻力大于浮力而形成气孔。预防如下：
1、减少的吸气量。清洁炉料，采用洁净干燥的炉料，限制含气量较多的炉料使用；烘干炉衬和浇注工具，浇包要烘干，使用前最好用铁液烫过，包中有铁液，一定要在铁液表面放覆盖剂。确保“三干”：即出铁槽、出铁口、过桥要彻底烘干；缩短熔炼时间，避免液态金属和炉气的接触，减少熔炼吸气等。
2、除气处理。可用加入元素除气法或吹入惰性气体，以及真空除气法等。
3、阻止气体的析出。提高铸件冷却速度，提高外界气氛的压力等。

原因三、反应性气孔。由于液态金属与铸型界面之间、液态金属与渣之间或液态金属内部元素之间发生了某些化学反应产生气体而形成的孔洞，称为反应性气孔。反应性气孔特一般均匀成群分布，且往往产生于铸件皮下形成皮下气孔，又因其形状呈针头状，又称针孔。此类气孔在铸钢件中出现较多。清砂后少数气孔露出，热处理去氧化皮后有更多气孔露出。
在生产实践中发现如下形象：薄壁铸钢件的底面比侧面和上面的针孔多（底面水分不易蒸发）；厚壁铸钢件则上面针孔多；湿型铸造比干型多，湿型分型面处尤多；钢液脱氧不良针孔多。皮下气孔形成的机理有两种观点：一是氢气说，二是一氧化碳说。
氢气说认为，钢液于铸型水汽接触发生化学反应分解成氢，一部分逸出，一部分溶解在钢液中，使钢液中氢含量达到饱和。当铸件凝固时，钢液含有的氢要从固相中析出而被赶到金属固—-液界面上，形成氢偏析，使界面上氢浓度大大提高。特别是废钢含有锈和油脂时，氢化物含量高。如果钢液中含有较多FeO,则在铸件皮下FeO与氢反应生成H2O。水成为非自发性气核，钢液中析出的氢向气核集中，形成气泡并长大，最终形成气孔。
一氧化碳学说认为，当钢液脱氧不良有残存的FeO或钢液与水汽反应生成FeO，这些氧化铁与钢液中的碳发生反应生成CO。
其防止办法除气和脱氧，尽量减少钢中的氢和氧化铁；严格控制型砂中的水分；造型时尽量减少刷水；增强铸型的排气能力。

五、 砂眼、渣孔
铸件缺陷处内部或表面充塞着型（芯）砂的小孔，称为砂眼。若缺陷形状呈不规则，内部是渣或夹杂物，则称为渣孔。预防如下：
1、砂眼。（1）提高型（芯）砂的强度及砂型紧实度，减少砂芯的毛刺和砂型的锐角，防止冲砂。（2）合型前要吹干净型腔和砂芯表面的浮砂，合型后要尽快浇注。（3）防止砂芯烘枯及存放时间过长。（4）合理设计浇注系统，避免钢液对型壁冲刷力太大；浇口杯表面要光滑，不能有浮砂。
2、渣孔。（1）增加扒渣次数，浇注前静止一段时间，以利于熔渣上浮。（2）合理设计浇注系统，放置滤网片提高档渣能力，浇注包上安置挡渣系统，浇注时保持不断流。

六、缩孔、缩松
在铸件的厚断面，热节处或轴心等最后凝固的地方形成表面粗糙的孔洞，并且或多或少带有树枝状结晶。孔洞大而集中的称为缩孔，小而分散的称为缩松。缩孔与缩松主要是由于金属液在冷却凝固时所产生的液态收缩与凝固收缩远大于固态收缩，并在铸件最后凝固的地方得不到金属液的补充所造成的。预防如下：
1、放冷铁。铸造时为了获得细铸态晶粒，减少碳化物析出量，除了控制浇注温度，对厚大件要放置外冷件（内冷铁一般不宜放），这样同时也提高了高锰钢铸件的致密度，减少缩孔、疏松。高锰钢体收缩大，但只要工艺控制得当，可以不出现缩孔，而以轴线疏松形式存在，由于它韧性好，基本不影响使用。
2、设置冒口。高锰钢铸件厚度小于25mm时，一般不用冒口，在大于50mm时，必须设置冒口。高锰钢难切割，浇注系统往往分散引入，冒口采用保温、细颈、易割三种冒口。在工艺上采用补浇，放发热剂的办法增强补缩效果。
3、浇口要符合同时凝固的要求。应多道分散，内浇口断口宜狭深小浇口，一般齿板宜单头进入开4－6道，横浇口宜略大压在内浇口上。

D. 铝合金5356中铁元素的作用

铁在铸造铝合金中一直被认为是一种主要的有害杂质，各个国家、专业标准均对其作了明确的限制，各企业标准对其控制更为严格。这主要是由于随铁含量增加，在金相组织中会形成本身硬度很高的针、片状脆性铁相，它的存在割裂了铝合金的基体，降低了合金的力学性能，尤其是韧性，并且使零件机械加工难度增加，刀、刃具磨损严重，尺寸稳定性差等等，但是，低品质铝合金锭中铁含量本身就高，随着合金炉料的回用，生产中铁质坩埚、工具、置预件等的使用使合金增铁在所难免。多年来一直吸引着广大铸造工作者去研究，下面就铁在Al－Si合金中的作用及其减弱消除对策进行讨论。
1铸造Al－Si系合金中铁的作用
1．1铸造Al－Si合金中铁的存在形态
表1是铝硅系合金中铁的存在形态，其中α－AlFeSi和β－AlFeSi是常见的二种形态。而ρ－AlMgFeSi和δ－AlFeSi不是很常见。其中AlFeSi和Al（Fe，Cr）Si的结晶结构特征目前还不甚祥细。至于形成什么样的相，除与合金中的含铁量有关外，还与铸件的冷却速度、合金元素的数量、种类等密切相关。汉字状的α－AlFeSi相对Al－Si系合金可提高强度、硬度，对韧性降低不多，而针状的β－AlFeSi相则严惩割裂基体，显著降低合金的韧性，尤其冲击韧性，据报道，当Fe＞1％时，可使整个合金本身变脆。
表1Al－Si系合金中铁相形态
类别晶体结构熔化温度／℃形状α－AlFeSi六方晶体860汉字状β－AlFeSi单晶体870针、片状ρ－AlMgFeSi立方晶体δ－AlFeSi四方晶体1．2铁对铝硅合金机械性能的影响
1．2．1对室温机械性能的影响
对Al－Si二元合金，当Fe＞0．5％时，片状β相可提高合金的强度并稍降低其延伸率；当Fe＞0．8％时，延伸率开始较大幅度降低，当合金中的Fe从0．4％增加到1．2％时，对强度值的增加是微乎其微的，但却显著降低其延伸率从4％降到1％，对Na变质的Al－Si共晶合金是每增加Fe0．1％可使延伸率降低1％多。
1．2．2对高温性能的影响
铁虽然降低了Al－Si活塞合金的室温机械性能，但却提高了它的高温机械性能，这主要由于高温时基体本身强度随温度升高下降很多，而此时以网状、汉字状和细小针状存在的铁相，它们在316℃左右时基本不变，是稳定的化合物相，正是它的存在提高高温下试样的抗拉强度。对Al－Si－Cu－Mg合金，当Fe＞0．95％时，σ300℃为92MPa。
1．2．3对耐磨、耐腐性的影响
铁提高Al－Si系合金的耐磨性，这是由于硬质针状铁相使基体得以强化，抵抗变形能力，同时又起到支承作用，使耐磨性提高。同时铁相使合金表面的氧化膜失去连续性，易发生电化学腐蚀，铁降低合金的耐腐性。
1．2．4对铸造性能的影响
随着铁含量增加，在合金结晶时，由于β相干扰枝晶间流动，所以会使疏松增加，同时增加合金的热裂倾向，但是对压铸铝合金一定Fe量可防止粘膜，但也有报道称一定Fe量增加合金的流动性。
1．2．5对机械加工性能的影响
铁相使机械加工性能恶化，增加刀刃具的磨损量，使尺寸稳定性变差。
2铁的有害作用消除、抑制方法
2．1机械方法
常用的机械去铁法有过滤法、沉淀法、离心铸造法等，它们均是采用在熔体中加入Mn、Cr、Ni、Zr等合金元素使之与铁形成大的化合物，由于其密度与铝合金不同会产生沉淀，使用沉淀的方法称为沉淀法，它可使铁降低0．5％。将通过过滤布，过滤网、板，使大块化合物得以过滤的方法，称为过滤法，它可使Fe降低0．7％，将加入合金元素的熔体，在离心力作用下，由于密度d的差异使铁相移向边缘，而内部铁含量可由2．07％降低到0．27％，降低效率达87％。不同转速、不同Fe／Mn比对除铁效率也有影响。生产中应用的机械方法一般均联合使用，如过滤法与沉淀法，先沉淀后过滤，以及过滤与离心铸造结合会取得更加好的效果。
2．2熔体处理方法
2．2．1加入合金元素中和Fe的作用（变质处理）
熔体中加入合金元素来改变铁相形貌，减弱铁的作用，提高合金强度，改善延伸率，通常加入的元素有：Mn、Cr、Co、Be、Mo、Ni、S、Mg、Re等，下面逐个分析：
a．Mn：是最常用和用得最多的元素，加Mn能显著减少铁相的数量和尺寸，甚至使铁相完全消失，由于Mn的加入扩大了α铁相区，从而使得铁相向α铁相转化，中和铁相的Mn的加入量多少现还不能定论。据称在Al－Si13合金中加入0．5％的Mn，就能使含1．5％Fe的合金中针、片状铁相转变为α铁。有人推荐按Mn％＝2（％Fe－0．5）添加Mn，总之通过添加Mn可逐渐使β－Fe相的数量减少，尺寸变小，直到不出现为止。
b．Cr：在ZAlSi7Mg合金中加Cr可使粗片状的β相转变为汉字状的α铁相，加0．2％～0．6％Cr能防止含Fe＞1％的Al－Si13合金的脆断，在Al－5Si－1．5Cu－0．5Mg合金中加入0．2％～0．3％Cr使含铁为0．4％合金的伸长率由1．7％增加到3．8％，加0．4Cr可使含Fe0．75％的合金伸长率由0．8％提高到2．6％。
c．Co：Co的作用与Mn相似，但需要稍加入以使富铁相成球形，有人建议Fe／Co的比率应为1∶2，同时Co的加入于其本身的偏析体小，所以其效果优于Mn。
d．Be：也可作为一种中和剂，当Be加入量＞0．4％时，能形成一种AlFeBe紧密相，同时由于Be是一种很好的抗氧化剂，能提高Al合金的性能，在砂型铸造件能使AlSi0．6Mg合金的抗拉强度提高5％～10％，同时不降低其延伸率，另据报道，在Al－6Si合金中加入0．05％～0．5％Be会使Fe杂质相的形态由长针改变为危害较小的园球形或近园球形，从而提高合金的塑性。
e．Mo：可用来中和Fe的有害作用，其效果比Mn好，它是Al－Si合金中Fe的有效变质剂，在含Fe1．2％的合金中加入0．2％的Mo和0．1％的S能使合金的延伸率由1％增加到2．8％，抗拉强度由160MPa增到180MPa。
f．Mg：也可起到中和杂质铁的有害作用，当含量在一定程度时会形成AlFeSiMg化合物相，从而减少β铁相的形成。
g．Ni和S：也是铁有害作用的中和剂，其中S还能作为铝合金的变质剂，据报道加入硫磺可使铁相大部分变为短杆状及汉字状，有少量是团球状、块状。但单独加时效果不理想，须与其它元素如Mn、Cr、稀土等配合，其效果明显。
h．稀土RE：稀土是一种很好的Fe相变质剂，据报道，对413合金加入0．04％～0．06％Sr，可有效减少β铁相的数量和尺寸，对6063合金，当加入0．05％Sr后，所存在铁相化合物呈汉字状，且细化。日本专利也曾报道加入0．005％～0．10％Sr及相同量的Zn，可减少β铁的数量和尺寸，并且在许多Al－Si系及型材合金中得到证实，这主要是由于RE本身是一种变质剂，合金净化剂，它的加入可有效去除铁的有害作用。
总之，对于变质中和剂，它能减少消除β铁相的形成，但它本身并不能去除Fe的有害作用，只起减缓作用，且随Fe量增加使用的变质剂量也增多，一定程度上降低合金的韧性，并且，由于其形成各种复杂化合物会带来其它相关的副作用，因此，我们提倡使用变质剂，且使用复合的综合性能变质剂，尽可能加入量少。
2．2．2熔体过热和快冷处理
a．熔体过热
据报道，过热处理可减少富铁相的形核核心，这是由于在高温时β富铁相的形核核心是γ（Al），而γ（Al）在低温时存在，当温度高到一定程度时（≥85℃），γ（Al）相就转变为α（Al），不利于β铁相的形核，从而抑制了β铁相的出现。同时发现随熔体过热度的增加，铸件中富铁的晶间化合物变的越细，当浇注温度大于800℃时，合金中的片状β铁相就转变为α铁相，且这个过程不可逆转，即一旦熔体过热到足以产生α相的温度随后的处理和静置对铁相形态无影响，并且当铁量愈高时，用过热方法改变就越来越困难。在实际操作中由于过热后熔体吸气，氧化严重，所以一般很少采用。
b．快速冷却处理
快速冷却处理可减弱铁的有害作用，这是大家所共认的，国家专业标准中规定的砂型铸造的质量小于金属型也就是这个道理。快速冷却时合金液中形核核心多，界面推进速度快，形成的有害铁相在同等条件下要短、要细，甚至看不到针状相，同时合金中中和Fe相所需的Mn量也随凝固过程中冷速的变化而变化，冷却速度对Fe相形态也有很大影响。当冷速＜0．1℃／s时，有助于β铁相的形成，当冷速＞10℃／s时，会抑制β铁的产生。
3讨论
（1）合金中Fe含量是否应符合国标？
在合金化处理方法和提高冷却速度条件下，我们可以减少甚至消除针状铁相的危害作用，使其组织性能达到国标规定的要求，此时合金中铁含量已超标，甚至严重超标，那么此时应以成分为主呢，还是以性能为主？我们主张Fe的有害作用消除了，其含量或者说铁含量当量（即此时的铁含量以平常的国标相当的量）应仅作参考，主要以组织性能为依据，成分不应具有否决权，与国外铸造发达国家相比，我国国标规定的Fe含量明显严于国外，因此我们希望我国专业行业标准能出现相应的标准。
（2）减少铁的有害作用在生产中如何操作？
在生产实际中过热处理，由于会带来元素的严重烧损，吸气严重，所以不太采用，而离心浇注需要离心机等设备，对专业合金生产厂犹可，而一般厂家也无法为了它而上设备。最实用且可行的就是合金化变质处理和提高冷却速度，变质处理中应提倡使用具有复合作用效果的加入量可小，一种元素多种功能的元素或几种元素复合剂，同时提倡机械与变质方法复合处理。

E. 合金元素在低合金高强度钢中的作用是什么

合金元素在钢中的作用
随着现代工业和科学技术的不断发展，在机械制造中，对工件的强度、硬度、韧性、塑性、耐磨性以及其他各种物理化学性能的要求愈来愈高，碳钢已不能完全满足这些要求了。
原因 ：
①由碳钢制成的零件尺寸不能太大。否则，因淬透性不够而不能满足对强度与塑性、韧性的要求。加入合金元素可增大淬透性。
②用碳钢制成的切削刀具不能满足切削红硬性的要求。用合金工具钢、高速钢和硬质合金。
③碳钢不能满足特殊性能的要求，如要求耐热、耐低温、抗腐蚀、有强烈磁性或无磁性等等，只有特种的合金钢才能具有这些性能。
合金钢是以碳钢为基础，金相组织和相应的碳钢大体上是相似的。在钢中加入合金元素，钢的机械性能显著提高。弄清楚各种合金元素对钢材的影响对控制产品质量有非常大的作用。
1 合金元素在钢中的存在方式
1.1 合金元素与钢中的碳相互作用，形成碳化物存在于钢中
按合金元素在钢中与碳相互作用的情况，它们可以分为两大类：
(1) 不形成碳化物的元素(称为非碳化物形成元素)，包括镍、硅、铝、钴、铜等。由于这些元素与碳的结合力比铁小，因此在钢中它们不能与碳化合，它们对钢中碳化物的结构也无明显的影响。
(2) 形成碳化物的元素(称为碳化物形成元素)，根据其与碳结合力的强弱，可把碳化物形成元素分成三类。
1）弱碳化物形成元素：锰
锰对碳的结合力仅略强于铁。锰加入钢中，一般不形成特殊碳化物(结构与Fe3C不同的碳化物称为特殊碳化物)，而是溶入渗碳体中。
2）中强碳化物形成元素；铬、钼、钨
3）强碳化物形成元素：钒、铌、钛
有极高的稳定性，例如TiC在淬火加热时要到1000℃以上才开始缓慢的溶解，这些碳化物有极高的硬度，例如在高速钢中加人钒，形成V4C，使之有更高的耐磨性。
1.2 合金元素溶解于铁素体(或奥氏体)中，以固溶体形式存在于钢中。
1.3 合金元素与钢中的氮、氧、硫等化合，以氮化物、氧化物、硫化物和硅酸盐等非金属夹杂物的形式存在于钢中。
1.4 游离态，即不溶于铁，也不溶于化合物：铅，铜
2 合金元素对钢的平衡组织的影响
表现在改变铁碳合金状态图。
2.1 合金元素对钢临界温度的影响
锰、镍、铜使A3线降低，钼、钨、硅、钒使A3线升高。同样影响A1，影响程度更大。
2.2 合金元素对钢共析点（S点）位置的影响
大多数合金使共析点左移，钼钨在质量分数大时使共析点右移。
2.3 合金元素对奥氏体相区大小的影响
2.3.1 扩大γ区
合金元素与γ-Fe、α-Fe形成固溶体，常温下为奥氏体组织。Ni，Mn
2.3.2 减小γ区
抑制F向A转变，Cr
3 合金元素对热处理的影响
3.1 合金元素对奥氏体化的影响
奥氏体晶粒在铁素体与碳化物边界处生核并长大；剩余碳化物的溶解；奥氏体成分的均匀化，在高温停留时奥氏体晶粒的长大粗化等过程。在钢中加入合金元素对后三个过程有较大的影响。
（1）含有碳化物形成元素的合金钢，其组织中的碳化物，是比渗碳体更稳定的合金渗碳体或特殊碳化物，因此，在奥氏体化加热时碳化物较难溶解，即需要较高的温度和较长的时间。一般来说，合金元素形成碳化物的倾向愈强，其碳化物也愈难溶解。
（2）合金元素在奥氏体中的均匀化，也需要较长时间，因为合金元素的扩散速度，均远低于碳的扩散速度。
（3）某些合金元素强烈地阻碍着奥氏体晶粒的粗化过程，这主要与合金碳化物很难溶解有关，未溶解的碳化物阻碍了奥氏体晶界的迁移，因此，含有较强的碳化物形成元素(如钼、钨，钒，铌、钛等)的钢，在奥氏体化加热时，易于获得细晶粒的组织。
各合金元素对奥氏体晶粒粗化过程的影响，一般可归纳如下：
1）强烈阻止晶粒粗化的元素：钛、铌、钒、铝等，其中以钛的作用最强。
2）钨、钼、铬等中强碳化物形成元素，也显著地阻碍奥氏体晶粒粗化过程。
3）一般认为硅和镍也能阻碍奥氏体晶粒的粗化，但作用不明显。
4）锰和磷是促使奥氏体晶粒粗化的元素。
3.2 合金元素对奥氏体分解转变的影响
多数合金元素使奥氏体分解转变的速度减慢，即C曲线向右移，也就是提高了钢的淬透性。
3.3 合金元素对马氏体转变的影响
增加冷却时间，降低冷却速度。另外，合金元素对马氏体开始转变温度(Ms点)也有明显的影响。多数合金元素均使马氏体开始转变温度(Ms点)降低，其中锰、铬、镍的作用最为强烈，只有铝、钴是提高Ms点。
3.3 合金元素对回火转变的影响
合金元素对淬火钢回火转变的影响主要有下列三个方面：
（1）提高钢的回火稳定性
这主要表现为合金元素在回火过程中推迟了马氏体的分解和残余奥氏体的转变，提高了铁素体的再结晶温度，使碳化物难以聚集长大而保持较大的弥散度，从而提高了钢对回火软化的抗力，即提高了钢的回火稳定性。
（2）产生二次硬化
一些合金元素加入钢中，在回火时，钢的硬度并不是随回火温度的升高一直降低的，而是在达到某一温度后，硬度开始增加，并随着回火温度的进一步提高，硬度也进一步增大，直至达到峰值。这种现象称为回火过程的二次硬化。回火二次硬化现象与合金钢回火时析出物的性质有关。当回火温度低于约450℃时，钢中析出渗碳体，在450℃以上渗碳体溶解，钢中开始沉淀析出弥散稳定的难熔碳化物Mo2C、
VC等，使钢的硬度开始升高，而在550～600℃左右沉淀析出过程完成，钢的硬度达到峰值。
（3）增大回火脆性
钢在回火过程中出现的第一类回火脆性(250～400℃回火)，即回火马氏体脆性和第二类回火脆性(450～600℃回火)，即高温回火脆性均与钢中存在的合金元素有关。
4 合金元素对氧化与腐蚀的影响
一些合金元素加入钢中能在钢的表面形成一层完整的、致密而稳定的氧化保护膜，从而提高了钢的抗氧化能力。最有效的合金元素是铬、硅和铝。但钢中硅、铝的质量分数较多时钢材变脆，因而它们只能作为辅加元素，一般都以铬为主加元素，以提高钢的抗氧化性。钢中加入少量的铜、磷等元素，可提高低合金高强度钢的耐大气腐蚀。
5 合金元素对机械性能的影响
5.1 金属材料的强化方法
金属材料的强化途径，主要有以下几个方面；
(1)结晶强化。结晶强化就是通过控制结晶条件，在凝固结晶以后获得良好的宏观组织和显微组织，从而提高金属材料的性能。它包括：
1）细化晶粒。细化晶粒可以使金属组织中包含较多的晶界，由于晶界具有阻碍滑移变形作用，因而可使金属材料得到强化。同时也改善了韧性，这是其它强化机制不可能做到的。
2）提纯强化。在浇注过程中，把液态金属充分地提纯，尽量减少夹杂物，能显著提高固态金属的性能。夹杂物对金属材料的性能有很大的影响。在损坏的构件中，常可发现有大量的夹杂物。采用真空冶炼等方法，可以获得高纯度的金属材料。
(2)形变强化。金属材料经冷加工塑性变形可以提高其强度。这是由于材料在塑性变形后位错运动的阻力增加所致。
(3)固溶强化。通过合金化(加入合金元素)组成固溶体，使金属材料得到强化称为固溶强化。
(4)相变强化。合金化的金属材料，通过热处理等手段发生固态相变，获得需要的组织结构，使金属材料得到强化，称为相变强化．
相变强化可以分为两类：
1) 沉淀强化(或称弥散强化)。在金属材料中能形成稳定化合物的合金元素，在一定条件下，使之生成的第二相化合物从固溶体中沉淀析出，弥散地分布在组织中，从而有效地提高材料的强度，通常析出的合金化合物是碳化物相。
在低合金钢(低合金结构钢和低合金热强钢)中，沉淀相主要是各种碳化物，大致可分为三类。一是立方晶系，如TiC、V4C3，NbC等，二是六方晶系，如MO2、W2C、WC等，三是正菱形，如Fe3C。对低合金热强钢高温强化最有效的是体心立方晶系的碳化物。
2) 马氏体强化。金属材料经过淬火和随后回火的热处理工艺后，可获得马氏体组织，使材料强化。但是，马氏体强化只能适用于在不太高的温度下工作的元件，工作于高温条件下的元件不能采用这种强化方法。
(5)晶界强化。晶界部位的自由能较高，而且存在着大量的缺陷和空穴，在低温时，晶界阻碍了位错的运动，因而晶界强度高于晶粒本身；但在高温时，沿晶界的扩散速度比晶内扩散速度大得多，晶界强度显著降低。因此强化晶界对提高钢的热强性是很有效的。
硼对晶界的强化作用，是由于硼偏集于晶界上，使晶界区域的晶格缺位和空穴减少，晶界自由能降低；硼还减缓了合金元素沿晶界的扩散过程；硼能使沿晶界的析出物降低，改善了晶界状态，加入微量硼、锆或硼+锆能延迟晶界上的裂纹形成过程；此外，它们还有利于碳化物相的稳定。
(6)综合强化。在实际生产上，强化金属材料大都是同时采用几种强化方法的综合强化，以充分发挥强化能力。例如：
1）固溶强化十形变强化，常用于固溶体系合金的强化。
2）结晶强化+沉淀强化，用于铸件强化。
3）马氏体强化+表面形变强化。对一些承受疲劳载荷的构件，常在调质处理后再进行喷丸或滚压处理。
4）固溶强化+沉淀强化。对于高温承压元件常采用这种方法，以提高材料的高温性能。
有时还采用硼的强化晶界作用，进一步提高材料的高温强度。
5.2 合金元素对正火(或退火)状态钢机械性能的影响
正火状态下钢有铁素体和珠光体组织。固溶强化，结晶强化，沉淀强化。合金元素不仅影响钢材的强度，同时也影响其韧性。
5.3 合金元素对调质钢机械性能的影响
合金元素对调质钢机械性能的影响，主要是通过它们对淬透性和回火性的影响而起作用的。主要表现于下列几方面：
(1) 由于合金元素增加了钢的淬透性，使截面较大的零件也可淬透，在调质状态下可获得综合机械性能优良的回火索氏体。
(2) 许多合金元素可使回火转变过程缓慢，因而在高温回火后，碳化物保持较细小的颗粒，使调质处理的合金钢能够得到较好的强度与韧性的配合。
(3)高温回火后，钢的组织是由铁素体和碳化物组成，合金元素对铁素体的固溶强化作用可提高调质钢的强度。
6 合金元素对钢的工艺性能的影响
6.1 合金元素对焊接性能的影响 ：
钢的焊接性能，主要取决于它的淬透性、回火性和碳的质量分数。
合金元素对钢材焊接性能的影响，可用焊接碳当量来估算。我国目前所广泛应用的普通低合金钢，其焊接碳当量可按下述经验公式计算。
公式 Cd=C+1/6Mn+1/5Cr+1/15Ni+1/4Mo+1/5V+1/24Si+1/2P+1/13Cu
近年来，对厚度为15～50mm的200个钢种(从碳钢到强度等级为1000MPa级的高强度合金钢)，以低氢焊条进行常温下的Y型坡口拘束焊接裂纹试验。在试验基础上，提出了一个用以估计钢材出现焊接裂纹可能性的指标，称为钢材焊接裂纹敏感性指数户，其计算公式为 Pc=C+1/30Si+1/20Mn+1/20Cu+1/60Ni+1/20Cr+1/15Mo+1/10V+5B+1/600t+1/60H%，与碳当量公式相比增加了板厚和含氢量。
6.2 合金元素对切削加工的影响
金属的切削性能是指金属被切削的难易程度和加工表面的质量。为了提高钢的切削性能，可在钢中加入一些能改善切削性能的合金元素，最常用的元素是硫，其次是铅和磷。
由于硫在钢中与锰形成球状或点状硫化锰夹杂，破坏了金属基体的连续性，使切削抗力降低，切屑易于碎断，在易切削钢中硫的质量分数可达0.08％～0.30％。
铅在钢中完全不溶，以2～3pm的极细质点均匀分布于钢中，使切屑易断，同时起润滑作用，改善了钢的切削性能，在易切削钢中铅的质量分数控制在0.10％～0.30％。
少量的磷溶入铁素体中，可提高其硬度和脆性，有利于获得良好的加工表面质量。
6.3 合金元素对塑性加工性能的影响
钢的塑性加工分为热加工和冷加工两种。
热加工工艺性能通常由热加工时钢的塑性和变形抗力，可加工温度范围、抗氧化能力、对锻造加热和锻后冷却的要求等来评价。合金元素溶入固溶体中，或在钢中形成碳化物，都能使钢的热变形抗力提高和塑性明显降低，容易发生锻裂现象。但有些元素(如钒+铌，钛等)，其碳化物在钢中呈弥散状分布时，对钢的脆性影响不大。另外，合金元素一般都降低钢的导热性和提高钢的淬透性，因此为了防止开裂，合金钢锻造时的加热和冷却都必须缓慢。
冷加工工艺性能主要包括钢的冷态变形能力和钢件的表面质量两方面。
溶解在固溶体中的合金元素，一般将提高钢的冷加工硬化程度，使钢承受塑性变形后很快地变硬变脆，这对钢的冷加工是很不利的。因此，对于那些需要经受大量塑性变形加工的钢材，在冶炼时应限制其中各种残存合金元素的量，特别要严格控制硫、磷等。另一方面，碳、硅、磷、硫、镍、铬、钒、铜等元索还会使钢材的冷态压延性能恶化。
6.4 合金元素对铸造性能的影响
钢的铸造性能主要由铸造时金属的流动性、收缩特点、偏析倾向等来综合评定。它们与钢的固相线和液相线温度的高低及结晶温度区间的大小有关。固、液相线的温度愈低和结晶温度区间愈窄，铸造性能愈好。因此，合金元素的作用主要取决于其对状态图的影响。另外，一些元素如铬、钼、钒、钛、铝等，在钢中形成高熔点碳化物或氧化物质点，增大了钢液的粘度，降低其流动性，使铸造性能恶化。
7 几种常用合金元素在钢中的作用
为了合金化而加入的合金元素，最常用的有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒，钛，铌、硼、铝等。现分别说明它们在钢中的作用。
7.1 硅在钢中的作用
(1)提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低。
(2) 硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比。这是一般弹簧钢。
(3)耐腐蚀性。硅的质量分数为15％～20％的高硅铸铁，是很好的耐酸材料。含有硅的钢在氧化气氛中加热时，表面也将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。
缺点：（4）使钢的焊接性能恶化。
7.2 锰在钢中的作用
（1）锰对提高钢的淬透性。
（2）锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。
（3）锰对钢的高温瞬时强度有所提高。
锰钢的主要缺点是，①含锰较高时，有较明显的回火脆性现象；②锰有促进晶粒长大的作用，因此锰钢对过热较敏感t在热处理工艺上必须注意。这种缺点可用加入细化晶粒元素如钼、钒、钛等来克服：⑧当锰的质量分数超过1％时，会使钢的焊接性能变坏，④锰会使钢的耐锈蚀性能降低
合金元素影响钢的组织和性能。其主要作用表示在：提高钢的淬透性，提高钢的强度，增强钢的回火抗力和提高断面组织均一性等。合金元素的综合作用使得钢的机械性能提高，铸造生产上所用的低合金结构钢中，大多数是加入两种以上合金元素的多元素铸造低合金结构钢。但是应该适当掌握合金元素的加入量，加入量过少时，不能起到有效的强化作用，而加入量过多时，又会使钢的塑性和冲击韧性降低。依据有关资料分析，单合金元素的适宜含量控制在1～2%以下，多合金元素总含量为3～5%。合金元素在铸钢中的作用见表。
元 素
作 用
锰(Mn)
1． 强化基体作用很大，提高强度、硬度和耐磨性。
2． 在低合金范围内增加回火脆性。
3． 缩小结晶范围，提高流动性。
4． 增加体收缩和线收缩，增加冷、热裂倾向。
硅(Si)
1． 强化铁素体，提高耐热性和耐蚀性，降低韧性和塑性。
2． 降低熔点，改善流动性。
3． 含量在0.40%范围内，改善热裂倾向。含量高时，易形成柱状晶，增加热裂倾向。
磷(P)
1． 强化铁素体能力最大。
2． 改善切削性能。
3． 钢中含碳较高时，磷导致冷脆性。
4． 有抗大气腐蚀作用，有铜时，尤为显著。
5． 改善流动性，但增加冷、热裂倾向。
铬(Cr)

1． 强化基体能力很大。
2． 含量高时，提高抗氧化和耐蚀性。
3． 生成夹杂物，生成氧化膜，使钢水变稠，降低流动性，高铬钢铸件易形成皱纹及冷隔。
4． 减少导热性，增加热裂倾向。
5． 增加体收缩量，增大缩孔倾向。
钼(Mo)
1． 强化铁素体。
2． 提高高温性能，改善回火脆性。
3． 低合金范围内，降低流动性。
4． 含量在1%以下时，降低导热性，并增大收缩，增大冷、热裂倾向。
铝(Al)
1． 良好的脱氧作用，细化晶粒。
2． 提高抗氧化性能及抗氧化酸类的腐蚀能力。
3． 作脱氧剂时，改善流动性。
4． 作合金加入时，形成铝的夹杂物和氧化膜，降低流动性。
钛(Ti)
1． 脱氧、细化晶粒。
2． 强化铁素体。
3． 显著降低流动性。

镍(Ni)
1．扩大奥氏体区，是奥氏体化有效元素。
2．提高强度而不显著降低塑性。
3．对一些酸类（硫酸、盐酸）有良好耐腐蚀能力。
4． 改善流动性。
5． 易生成枝晶，增大热裂倾向。
硫(S)
1． 改善切削性能。
2． 生成夹杂物，使铸件延展性及韧性降低。
3． 含量高时，将损害钢的抗蚀性，使钢表面产生抗蚀。
4． 以FeS形式存在于钢时，容易在晶界上形成连续的网状组织，易导致铸件产生裂纹。
稀土元素(Re)
1． 脱硫、去气、净化钢水。
2． 细化晶粒，改善铸态组织。
3． 脱氧脱硫、改善流动性，减少热裂倾向。

一般来说对于碳钢和低合金钢，稀土元素对钢材的强度影响不大，但可使塑性和韧性、延性和展性有显著提高，还缩小材料的各向异性，提高冷弯合格率，降低脆性转变温度。

合金元素对钢的铸造性能的影响
合金元素对钢的铸造性能的影响，反映在铸件的一次结晶、钢液的流动性、收缩及热裂等方面。
3.1流动性
在合金元素中，一些高熔点的合金元素（如Mo、W）使钢水流动性降低，而低熔点的合金元素（Mn、Ca）使钢水流动性提高。锰降钢的液相线和固相线，硅使液相线降低的倾斜度更大，因此，锰钢中加入硅后，具有更好的流动性。
3.2收缩
线收缩率和缩孔率方面，低合金钢与具有相同含碳量的碳钢相似。
3.3热裂锰、硅、铬显著降低钢的导热性，见图1所示。因此，铸件在凝固和冷却过程中各部位的温度差异较大，产生较大的内应力，容易出现裂纹。随着含碳量的增加，低合金钢的热裂和冷裂倾向加大。

由于锰、硅、铬等元素降低钢的导热性，并在一定程度上增加结晶温度范围，从而降低冷却速度，促使产生粗大的晶粒，晶内偏析也较大。
4. 生产工艺措施
为了克服低合金钢的一次晶粒较粗大，热裂和回火脆性倾向较大等缺点，铸造过程应严格控制好生产各工序的工艺技术操作，采取有效的措施，防止或降低铸件缺陷的产生。尤其是对冶炼过程的控制和铸件热割的过程控制，是低合金钢铸件生产的关键性环节。

1、合金元素对钢中的基本相的影响
合金钢中常用的合金元素很多，按照其与碳结合的倾向大小，可分：
非碳化物形成元素（CO、Ni、Si、Cu、B等）
碳化物形成元素（Ti、V、W、Mo、Cr、Mn等）。
合金元素在钢中的存在形式有：
溶解于钢中的基本相（铁素体、奥氏体和渗碳体）
形成特殊碳化物（如VC、TiC、Cr23C6等）
非碳化物形成元素和大部分的锰基本上都溶解于铁素体（或奥氏体）中而形成合金铁素体（或合金奥氏体），并产生固溶强化的作用，使合金铁素体的强度、硬度升高，塑性和韧性下降（Cr、Ni、Mn含量少时略有上升）。其中，Si、Mn、Ni的强化作用较大。
碳化物形成元素（除锰外），当含量较低时，主要是溶入Fe3C中而形成合金渗碳体。合金元素的溶入大大地提高了渗碳体的稳定性。当一些强碳化物形成元素如Cr 、Ti、V、W、Mo等的含量较高时，它们还会形成新的稳定性较高或很高的特殊碳化物，如Cr23C6、WC、VC、TiC等。这一类特殊碳化物的特点是高熔点、高硬度。是钢中常用的强化相，对提高钢的强度、硬度和耐磨性有十分重要的意义。
2、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响
合金元素的影响主要表现在扩大或缩小γ相区。一些合金元素如Mn、Ni、等将扩大γ相区使A3线下降，而另一些合金元素如Cr、Mo、W、V、Ti、Si等则缩小γ相区并导致A3线上升。
扩大或缩小γ相区的结果，必然使Fe-Fe3C相图中的S点、E点和C点的成分和温度发生变化。几乎所有的合金元素都使铁碳相图中S点、E点左移，其中以强碳化物形成元素的作用最为显著。
3、合金元素对热处理相变过程的影响
合金元素对热处理相变过程的影响主要在于对奥氏体形成速度和奥氏体晶粒长大的影响。
合金元素对过冷奥氏体转变的最突出的作用是使C曲线向右移（除钴外），增加过冷奥氏体的稳定性，因而，提高了钢的淬透性。常用的元素有：Cr、Mn、SI、NI和B。
合金元素对回火转变过程的影响表现在三个方面：
提高回火稳定性。
产生二次硬化，提高钢的红硬性和高温强度。常用的元素有W、Mo、 V。
使回火脆倾向增大，但一些元素如W、Mn能减弱或防止第二类脆性。

F. 生铁铸造加什么元素能提高切削性能

生铁铸造加什么元素能提高切削性能？

首先我们要了解生铁的成份；其次认识生铁铸造的金相组织变化；来判断那些元素能提高切削性能。

生铁是含碳量大于2％的铁碳合金，工业生铁含碳量一般 在2.5%--4%，并含C、SI、Mn、S、P 等元素,是用铁矿石经高炉冶炼的产品。根据生铁里碳存在形态的不同，又可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。
铸造生铁中的碳以片状的石墨形态存在，它的断口为灰色，通常又叫灰口铁。由于石墨质软，具有润滑作用，因而铸造生铁具有良好的切削、耐磨和铸造性能。但它的抗拉强度不够，故不能锻轧，只能用于制造各种铸件，如铸造各种机床床座、铁管等。

生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。这些元素对生铁的性能均有一定的影响。

碳（C）：在生铁中以两种形态存在，一种是游离碳（石墨），主要存在于铸造生铁中，另一种是化合碳（碳化铁），主要存在于炼钢生铁中，碳化铁硬而脆，塑性低，含量适当可提高生铁的强度和硬度，含量过多，则使生铁难于削切加工，这就是炼钢生铁切削性能差的原因。石墨很软，强度低，它的存在能增加生铁的铸造性能。

硅（Si）：能促使生铁中所含的碳分离为石墨状，能去氧，还能减少铸件的气眼，能提高熔化生铁的流动性，降低铸件的收缩量，但含硅过多，也会使生铁变硬变脆。

锰（Mn）：能溶于铁素体和渗碳体。在高炉炼制生铁时，含锰量适当，可提高生铁的铸造性能和削切性能，在高炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰，进入炉渣。

磷（P）：属于有害元素，但磷可使铁水的流动性增加，这是因为硫减低了生铁熔点，所以在有的制品内往往含磷量较高。然而磷的存在又使铁增加硬脆性，优良的生铁含磷量应少，有时为了要增加流动性，含磷量可达1.2%。

磷和硫在生铁中有害，要尽量控制其含量；适当增加锰元素可能提高切削性能！

G. 铸造铝合金金相

铜相可能性不大，因为铜在铝合金中是很容易熔解的。建议考虑是否是熔炉脱落的杂质造成的，最好具体说说熔炉过程情况、熔炉情况等，才好帮你分析
，本人从事铝合金铸造14年，经验还算老道，呵呵
QQ
268039545

H. 铸造铁材质的好坏与金相有关系吗

任何金属材料的好坏都与金相组织有关系。

化学成分不同，热处理状态不同，金属材料的金相组织就不同，因而材料的综合性能就不同，就会产生材料好坏的结果。

I. 铸造产品硬度过高，金相不好怎么解决啊

个人看法，仅供参考：
离心铸造，冷却过快，石墨来不及析出，大部分碳以渗碳体的形式存在，因此，硬度高，可以试一试降低浇注温度（1200~1250），减少过冷度，增加硅量，降低磷量的方法看看怎么样，如果实在不行，则只能对零件采用石墨化退火了。