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镍在铸铁中的作用

2022-6-8 14:36:52      点击:

镍在铸铁中有轻微的石墨化作用,可以稳定珠光体和减少铁素体含量。因此铸铁中的镍有助于获得均匀单一的组织和较高的致密度。镍合金铸铁多用于制造汽车行业和化学行业的铸件。

     镍与铁在γ区内形成连续固溶体,液相线(1436℃以下),含65-72%Ni时,出现一个不很明显的低点。镍可以扩大γ区,含镍铸铁在固态时,分成数个相,回火时,从这些相中都可析出FeNi3。α-Ni360℃以下为面心立方晶型,β-Ni1130℃以下为六方晶型,γ-Ni在熔点之前为体心立方晶型。Ni3C为六方晶型,在380℃以上时,分解为镍和碳。由镍-碳状态图可见,液体中的Ni3C直至200℃以上还是稳定的。镍在γ铁中可以无限固溶,但在α铁中仅固溶10%左右。镍有助于奥氏体的过冷。

镍在铸铁中有轻微的石墨化作用,它的能力大约为硅的1/5-1/3。铸铁中含镍量过高,会抵消一些元素阻碍石墨化的作用,使铸铁不会产生自由渗碳体,没有白口倾向,降低铸铁的硬度。

    铸铁中加入少量的镍(0.1-1.0%),会形成微细的珠光体,含镍量较高时,会形成马氏体和奥氏体。镍在钢中不产生任何的碳化物,几乎全部存在于固溶体中,起固溶强化作用。镍的原子半径略小于铁的原子半径,镍原子形成置换固溶体,扩散到正刃型位错线上方受压力的部位,造成溶质原子的压力场和位错应力场的交互作用,从而引起溶质原子趋于位错周围,仿佛析出了一个溶质原子的“气团”。由于“气团”的存在,位错受到束缚,若使位错挣脱“气团”而运动,就必须要施加更大的外力。因此,镍铸铁有着较高的强度和硬度。镍铸铁基体由马氏体组成,其硬度高,耐磨性高。镍铸铁中存在大量的残余奥氏体,铸件在使用过程中产生加工硬化现象,也使铸铁的耐磨性有所增强。此外,镍铸铁的结构均匀,致密度高,可以提高铸件的抗蚀能力和在不高温度下的耐磨性能。

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