【热坛讲堂】谈谈灰铸铁中的Mn

    【热坛讲堂】谈谈灰铸铁中的Mn

在灰铸铁中，Mn是不可缺少的合金元素，既可以抑制S的有害作用，又可以以MnS、MnO等形态成为石墨异质晶核的重要组分，还可以促进珠光体的形成。因此灰铸铁中的Mn含量一般比较高，通常在0.6-0.8%，高牌号的灰铸铁甚至可以达到1.2-1.3%。（目前已经有专家在研究2%以上的高Mn灰铸铁）

灰铸铁中，即使Mn含量很高，一般也不会有因晶间碳化物而导致的质量问题，其原因是多方面的，主要有：

1、灰铸铁中的S、O含量高，铁液中相当一部分的Mn以MnS、MnO的形态存在，而且是石墨析出所依附的异质晶核的主要组分。实际上，溶解在铁液中的活性Mn并不多。

2、灰铸铁中的片状石墨，表面积与体积之比非常大，而且横生斜长，便于C原子向石墨扩散，并沉积在石墨上，因而，形成碳化物的倾向较小。

3、“共晶转变”的含义是一定成分的液态合金在一定的温度下，结晶析出两种或两种以上的固相，而且液相与析出的固相还具有保持接触、始终共存的特点。

灰铸铁的共晶转变过程中，先析出石墨，奥氏体依附石墨结晶析出，然后石墨与奥氏体协同生长。共晶转变过程中，石墨和奥氏体都保持与铁液接触的状态，石墨片的端部始终伸在铁液中，直到共晶转变结束。由于在与石墨接触的条件下铸件凝固，铁液中的C原子向石墨扩散、沉积更为方便。片状石墨面积与体积比非常大，奥氏体中的C原子也很容易向石墨片扩散、沉积。

4、由于石墨片横生斜长，最终凝固的铁液非常分散，即使其中有一些产生了碳化物，其分散度非常高，负面作用也就比较小。

5、灰铸铁中，横生斜长的石墨片对基体的切割作用很明显，实际上也不要求灰铸铁的韧性和冲击性能，即使有了一些高度分散的碳化物，其负面作用也是微不足道的。

比较公认的灰铸铁中Mn与S之间的含量关系为：Mn=1.71S+(0.2~0.5)。