为什么铸锭头部比尾部含碳量高－为什么铸钢件的含碳量比铸铁件要低

一、为什么铸钢件的含碳量比铸铁件要低

铁碳合金根据含碳量及组织不同，可以将划分为工业纯铁、碳钢和白口铸铁三大类。
一、工业纯铁 含碳量≤0.0218%   二、钢 含碳量0.0218%~2.11%三、铸铁：含碳量 2.11%~6.69%可见，铁分为两种，一种是含碳量比钢低的工业纯铁，还有一种就是含碳量比钢高的铸铁，所以，说钢的含碳量应该是比铁高不完全准确。

二、是含碳量越多的金属越硬还是含碳量越少的金属原因？

含碳量高，金属的硬度会增加，但韧性会下降。

三、含碳量对碳钢热处理组织和性能的影响

铸件的模样材料选择不合理。
在铸件白模模样材料的选择中，一是含碳量高；
二是白模密度太高。
从而造成铸件模样在浇注过程中的热分解时含碳量高，使铸件在浇注充型过程中液相及雾状游离碳含量高，造成铸钢件的渗碳机率增大。
  2)铸钢件的生产熔炼配料中碳含量未严格控制，特别是各种废钢中的含碳量和各种废钢中是否存在有其他合金成分的材料不明。
  3)铸件的模样组合粘接面多。
模样组合件质量差、组合面不光滑平整，造成模样在组合粘接时用胶量增大，则其热分解产物的含碳量增高。
  4)白模粘接剂选择不合理。
一是对粘接剂的材料质量成分含量未做要求，采用了含碳量高的粘接剂；
二是所选粘接剂的粘接能力差，造成白模组合粘接时 的用胶量大；
增大了浇注过程中粘接剂热分解产物的含碳量，而增大了铸钢件的渗碳机率。
  5)在铸件的浇注系统设置中浇注充型设计不合理。
因在生产低碳钢铸钢件时，铸钢件产品的含碳量低，如果铸件的浇注充型方式设计不合理，则铸造模样热分解产物中碳扩散到铸件里去的机率增大，而造成渗碳、增碳现象的发生。
  6)铸造模样的涂料层及浇注砂箱中的型砂透气性差。
将造成铸件在生产浇注过程中，模样及模样组合粘接剂遇到浇注钢液进行模样热分解时的热分解产物，不能迅速排出浇注型腔，而创造出渗碳、积碳的不利工况与条件来。
  7)铸钢件的浇注系统设置不合理。
特别是抽真空系统与浇注砂箱或铸件浇注工艺造型的配置不合理，造成铸件在浇注过程中，浇注砂箱内的真空度不等、偏差过大，或实际真空度不足，而真空压力表显示又是符合技术参数要求的错误数值，使模样的热分解产物无法迅速快捷地排出浇注型腔，造成铸件的渗碳或积碳。
  8)铸件的浇注造型系统设置不合理。
造成铸件模样在浇注时，一是模样的气化时间过长，二是铸件浇注时的充型方式设置不合理，造成模样的热分解产物不能顺利进入集渣腔或冒口中，延长了热分解产物中液相和固相的接触反应时间，从而增大了铸件的渗碳机率。
  9)铸件的浇注条件设置不合理。
如浇注充型的流程设置过长，造成浇注过程中浇注钢液温度低，特别是对铸件壁厚增大位置，浇注钢液的凝固速度慢，造成液相—固态停留时间较长，促使了钢液与模样热分解产物的作用时间增长，加大了铸钢件的渗碳与积碳量。

四、为什么含碳量高的白口铸铁可做耐磨零部件

低合金白口铸铁　　在普通白口铸铁中添加少量合金元素，可以提高碳化物显微硬度，强化金属基体，从而可以提高耐磨性。
含铬、钼、铜等元素的白口铸铁通常用冲天炉熔炼，大多在铸态下使用，因此成本较低。
但这种白口铸铁金相组织中的碳化物仍为连续网状，因而脆性仍较大，适用于对耐磨性和韧性要求不太高的场合。
加入硼0.15％～0.55％，硼主要进入碳化物中，也可以提高耐磨性。
中合金白口铸铁 　　以铬为主要合金元素，加入铬量达9％时，组织中即出现(Cr，Fe)7C3。
碳化物，它的硬度高达1300～1800HV。
这种碳化物呈孤立杆状或板状形态，连续性差，所以韧性好、强度高。
除铬外，中合金白口铸铁还有：(1)镍硬白口铸铁，国际镍公司的牌号有Ni—Hard1、2、3、4四种。
含镍量多在3％～5％之间，含铬量可分为2％Cr和9％Cr两种。
前一种碳化物为(Fe，Cr)3C，硬度为1100～1500HV，高于fe3c的硬度900～1000HV。
后一种大部分为(cr，Fe)7C3，硬度更高。
Ni—Hard1、2、3三种均是含2％Cr这一类，其区别主要在于碳含量的不同，碳高耐磨性好、韧性差；
碳低则反之。
国际镍公司还有两种特殊材料：高碳Ni—Hard4，这种材料耐磨性高而冲击疲劳寿命并不高；
另一种含硼Ni—Hard1，含硼量为0.25％～1.0％，硼可使马氏体基体的硬度高达1000HV，这种材料用于冲击负荷较简单的铸件。
(2)锰白口铸铁，有较高的锰量抑制了珠光体，稳定了奥氏体。
在组织中出现一定量马氏体，但有较多残余奥氏体。
这种铸铁含锰量为5％～8％，成本低，但耐磨性较低，铸造性能也差。
(3)锰钨白口铸铁，中国锰钨1号耐磨铸铁用于要求机械加工的零件；
锰钨2号耐磨铸铁具有较高硬度。
通常这两种均在铸态使用。
(4)钨铬白口铸铁，中国有W5Cr4、W9Cr6、W16Cr2三种牌号，主要用于冲击载荷大、低应力冲蚀磨料磨损和高应力碾磨磨料磨损的场合。
由于钨价格较高而使应用受到限制。
(5)中铬白口铸铁，Ni—Hard4是中铬型的白口铸铁，需要加入大量贵重的镍。
为了节约，用铜、钼、锰联合合金化，可以达到相同的目的，其含铜量为2％～3％，含钼量为0.3％～0.5％，含锰量为1.5％～2.0％。
其力学性能与Ni—Hard4相似。
高合金白口铸铁 　　用得最广泛的是含铬量为12％～20％的高铬白口铸铁，组织中形成(cr，Fe)7C3的碳化物。
高铬白口铸铁通常要进行高温热处理析出二次碳化物，冷却时奥氏体转变成为马氏体。
高铬白口铸铁在干磨中有广泛应用，如炼铁高炉料盅和溜槽衬板等。
美国克里马克斯(Climax)钼公司有15—3(含15％Cr-3％Mo)、15—2—1(含15％Cr-2％Mo-1％Cu)两种牌号。
15—3又以碳量的高低来划分为超高碳、高碳、中碳及低碳四种。
低碳的韧性好而硬度低，适用于冲击载荷比较大的场合；
高碳的则用于冲击载荷小的场合，表现出良好的耐磨性。
白口铸铁的耐磨性和其他抗磨材料一样，既有本身材质性能的影响，又有磨料性质、工作介质、工作条件等的影响。
为此，要获得良好的耐磨性，必须通过分析进行恰当地选用才能取得较好的效果。

五、铸铁的碳含量高于钢，为什么它的强度反而不如钢?

铸铁中C主要以石墨形式存在，石墨硬度低，抗拉能力差，而铸铁可以看做钢中加入了石墨，而其中的石墨又可看作空洞或裂缝，所以铸铁的强度不如钢。

六、为什么含碳量0.4%碳钢比含碳量4.0%铸铁硬度高

钢与铸铁对含量零界线为2.11，当2.11含达到时，硬度为HRC25-29，再上升为0.2含量，降1HRC硬度，而钢的碳含量在0.77时，也是硬度为最高时HRC25-29，含量再升0.2，降硬度1HRC，不知，是否有专业的能听懂不. 当钢碳量在0.4，相当于硬度为HRC23.5度，而铸铁碳含量在4.0时，硬度相当于HRC15.5，两则相当大，当然是碳钢硬度含量要大于铸铁.

七、消失模铸件含碳量超标的原因谁知道？

铸件的模样材料选择不合理。
在铸件白模模样材料的选择中，一是含碳量高；
二是白模密度太高。
从而造成铸件模样在浇注过程中的热分解时含碳量高，使铸件在浇注充型过程中液相及雾状游离碳含量高，造成铸钢件的渗碳机率增大。
  2)铸钢件的生产熔炼配料中碳含量未严格控制，特别是各种废钢中的含碳量和各种废钢中是否存在有其他合金成分的材料不明。
  3)铸件的模样组合粘接面多。
模样组合件质量差、组合面不光滑平整，造成模样在组合粘接时用胶量增大，则其热分解产物的含碳量增高。
  4)白模粘接剂选择不合理。
一是对粘接剂的材料质量成分含量未做要求，采用了含碳量高的粘接剂；
二是所选粘接剂的粘接能力差，造成白模组合粘接时 的用胶量大；
增大了浇注过程中粘接剂热分解产物的含碳量，而增大了铸钢件的渗碳机率。
  5)在铸件的浇注系统设置中浇注充型设计不合理。
因在生产低碳钢铸钢件时，铸钢件产品的含碳量低，如果铸件的浇注充型方式设计不合理，则铸造模样热分解产物中碳扩散到铸件里去的机率增大，而造成渗碳、增碳现象的发生。
  6)铸造模样的涂料层及浇注砂箱中的型砂透气性差。
将造成铸件在生产浇注过程中，模样及模样组合粘接剂遇到浇注钢液进行模样热分解时的热分解产物，不能迅速排出浇注型腔，而创造出渗碳、积碳的不利工况与条件来。
  7)铸钢件的浇注系统设置不合理。
特别是抽真空系统与浇注砂箱或铸件浇注工艺造型的配置不合理，造成铸件在浇注过程中，浇注砂箱内的真空度不等、偏差过大，或实际真空度不足，而真空压力表显示又是符合技术参数要求的错误数值，使模样的热分解产物无法迅速快捷地排出浇注型腔，造成铸件的渗碳或积碳。
  8)铸件的浇注造型系统设置不合理。
造成铸件模样在浇注时，一是模样的气化时间过长，二是铸件浇注时的充型方式设置不合理，造成模样的热分解产物不能顺利进入集渣腔或冒口中，延长了热分解产物中液相和固相的接触反应时间，从而增大了铸件的渗碳机率。
  9)铸件的浇注条件设置不合理。
如浇注充型的流程设置过长，造成浇注过程中浇注钢液温度低，特别是对铸件壁厚增大位置，浇注钢液的凝固速度慢，造成液相—固态停留时间较长，促使了钢液与模样热分解产物的作用时间增长，加大了铸钢件的渗碳与积碳量。

参考文档