铁液中的气体对铁液状态的影响_技术文章

　　　在1600℃、1atm下（标准大气压≈1.01MPa）氢在熔化纯铁中的平衡溶解量为26ppm，但当熔体凝固时溶解量急剧下降到7ppm。如果多余的19ppm的氢未能释放到大气中而留在铁液中，氢气孔则作为缺陷出现在铸件中。在铸钢中，氢的溶解度更低。在凝固部位只要有12ppm多的氢就会产生超过1atm的压力，这就足以产生气孔。与此相反，由于碳和硅降低氢在铁液中的溶解量（氢的活度升高），在碳质量分数为3.5%、硅质量分数为2.3%的铁液中，1600℃时溶解的氢为15ppm，1200℃时则减少到7.5ppm，在共晶凝固后的固体中则降到5ppm，多余的2.5ppm的氢被凝固时析出的石墨吸收，很难形成气孔缺陷。不过白口铸铁凝固时，由于氢不溶解于渗碳体内，易形成气孔。

需要注意的是水蒸气会提高氢的溶解量。根据埃利奥特的研究，在1600℃水蒸气分解成氢和氧溶解在金属熔液中，即使在水蒸气分压低的情况下，如水蒸气的分压等于0.01atm，一旦金属液中的O的浓度达到0.003%，将有27ppm的氢溶解于金属液中。因各种燃料在燃烧时产生相当高的蒸气分压，氢阻碍石墨化的倾向强烈，因此，不要在较高的PH2O下保存熔化的铸铁液。

氮在铸铁中的溶解量与氢相似。1600℃在纯铁中溶解量为450ppm，这是相当高的，凝固时氮在δ铁中的溶解量大幅下降，过剩的氮从铁中释放出来，形成气体缺陷。在铸铁中含有较多的C和Si，因此氮在铁液和γ铁中的溶解量明显下降。有趣的是，在铸铁中氮在γ铁中的溶解量要比在共晶铁液中的溶解量大。因此氮在铁液中即使达到过饱和，也难以生成氮气引起的气孔。更重要的是与氮相关的石墨化问题。铁液中含氮量的微小差别也将会显著影响铁液的性质。铁液中存在两种类型的氮，即以原子状态溶解在铁液中的氮和氮化物中的氮。石墨化作用和气孔缺陷主要与以原子状态溶解在铁液中的氮有关，因此按照总含氮量来评价熔化金属的性质是不正确的。

气体元素中，氧在铁液中的溶解度小，容易与其他元素生成化合物，它的影响也是复杂的。由于按氧的分布状态分别定量是特别困难的，所以研究氧对熔化金属性质、状态的影响有一定的困难。在氧对石墨化影响的问题上，存在着促进和抑制两种相反的观点。

NJ-TG4型炉铁水质量管理仪用于炉快速测定灰铸铁和球墨铸铁铁水的碳当量（CEL）、碳含量（C%）、硅含量（Si%）、锰含量（Mn%）；预测普通灰铸铁的抗拉强度等。操作人员经简单培训即可操作。

技术参数

测量对象	测量范围	测量精度	分析时间
CEL	2.50～4.80%	±0.08%	约1.5分钟
C%	2.30～4.20%	±0.05％
Si%	0.60～3.80%	±0.10%
Mn%	0.10~1.40%	±0.15%
抗拉强度	100～400MPa	±10MPa
硬度	150～300HB	±10HB