鑄件晶粒粗大缺陷產生的原因及防止措施

鑄件晶粒粗大是指經過機械工或進行斷口檢驗時，顯示出晶粒組織過分粗大而不適合應用的缺陷，這種晶粒粗大的組織，可能是遍布于鑄件整體，也可能發生于鑄件的局部。從本質上講，晶粒粗大缺陷是一種冶金缺陷。根據多年的生產實踐并參閱有關資料，談談鑄件晶粒粗大缺陷產生的原因及防止措施。 
1、化學成分從本質上來說，晶粒粗大和金屬的化學成分與冷卻速度的配合有關，因此選擇這種配合是非常重要的。如果冷卻速度難以調節，那么粗晶組織必定是起因于金屬的化學成分不當。由于金屬成分的重要性，現將每一種金屬簡述如下。 

(1)    灰鑄鐵和可鍛鑄鐵　碳當量過高，碳和硅效應的數學計算，通常可以概括為：CE=C+1/3Si，晶粒粗大可能是因為碳過量或硅過量，或者碳硅過量所致。與硅相比，碳的效應相當其3倍，所以碳的做量變化，要比硅的同量變化危險得多。碳、硅的這種作用，既影響到可鍛鑄鐵，也影響到灰鑄鐵。對可鍛鑄鐵而言，晶粒粗大既不呈現為黑色，也不呈現出表示初生石墨的麻口，而是以一般的晶粒粗大的形式呈現，這是由于含碳或含硅量過高，或者二者均過高。磷也會對晶粒粗大產生影響。當wp=0.1％時，會加重縮孔缺陷，特別是在冷卻較緩慢的截面部位加重晶粒粗大缺陷的程度。 

(2)    鑄鋼　在鑄鋼的熔化和脫氧操作中，加入了一些會延緩晶粒長大的元素，因此和鍛鋼相比，鑄鋼不太容易形成品粒粗大。因成分而引起品粒粗大的鑄鋼件，可通過退火或正火處理得到細化。 

(3)    鋁合金　鐵雜質會使鑄鋁件品粒粗大，脆性增加，這類缺陷多數是由于熔化操作不當所致。在鋁合金中，特別是那些要求過熱的鋁合金，加入適量的細化品粒合金元素是必要的。 
(4)銅合金　銅合金中晶粒粗大的缺陷常被針孔、氣孔或縮松所掩蓋。銅合金因成分變化會造成品粒粗大，但通常總是先出現針孔、氣孔或縮松。

NJ-ZN208型電腦多元素分析儀可檢測的材料有:普碳鋼、低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼、生鐵、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、耐磨鑄鐵、鋁合金等。儀器可檢測所有常規元素C、S、Mn、P、Si、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、Al、W、V、Nb、Fe、ΣRe、Mg、Co、Sb、As、Sn、Pb等。

測量范圍：因該儀器可檢測的元素較多，現以鋼中C、S、Mn、P、Si、Cr、Ni等常見元素為例，如改變測試條件，該范圍可相應擴大。C：0.010～6.000% S：0.0030～2.0000% Mn：0.010～20.500%   P：0.0005～1.0000%  Si：0.010～18.000%  Cr：0.010～38.000% ……

                          南京諾金高速分析儀器廠

                           2023年11月23日