Lydinių elementų vaidmuo pilkajame ketuje

1. Manganas ir siera
Generally speaking, sulfur is a harmful element. But for gray cast iron, a small amount of sulfur plays a very important role in the refinement of graphite core and cocrystal groups. Therefore, the sulfur content in gray cast iron should not be less than 0.06%, and it is best to keep between 0.06% and 0.08%. If the sulfur content is too high (>0.18 proc.), atsiras visokių žalingų padarinių, kurie pakenks liejimo kokybei.
Siera yra stipraus cheminio aktyvumo elementas. Kai ketaus mangano kiekis yra labai mažas, siera ir geležis gamina junginį FeS (lydymosi temperatūra 1193 laipsniai), taip pat su geležimi ir anglimi sudaro mažai tirpstančius kokristalus (anglies 0,17 proc., sieros 31,7 proc., likusi dalis yra geležis, lydymosi temperatūra 975 laipsniai).
FeS Gali būti visiškai ištirpintas geležies tirpale. Kai geležis kietėja, sieros arba FeS austenito ir karbonizacijos kietame tirpale yra labai maža, palaipsniui praturtėja likusia skysta faze ir galiausiai nusodinama sulfido pavidalu, kai sieros kiekis ketuje yra 0,02 proc., gali atsirasti nepriklausomas sulfidas.
Pilkame ketaus sieros ir mangano afinitetas yra daug didesnis nei geležies, o MnS susidarymas vyrauja toliau pateiktoje lygtyje aprašytoje reakcijoje.
Mn plius FeS MnS plius Fe
MnS lydymosi temperatūra yra 1620 laipsnių. Pilkame ketuje MnS yra mažas ir nekenksmingas melsvai pilkas intarpas, kuris yra išsklaidytas paskirstytas metalinėje matricoje ir padeda pagerinti ketaus apdirbimo našumą bei pailginti įrankio tarnavimo laiką.
Pilkame ketuje MnS ir FeS gali ištirpti, todėl mangano ir sieros kiekis junginiuose sulfiduose (MnFe) S yra įvairus. Siera ir deguonis taip pat gali būti tarpusavyje tirpūs, todėl pilkajame ketaus sulfidų padėtis yra labai sudėtinga, gautus junginius galima pavaizduoti FexMnySvOw, kur x, y, v ir W reikšmės keisis pagal specifines ketaus sąlygas.
Pastaraisiais metais atliktas kiekybinės metalografinės analizės tyrimas parodė, kad 1 cm3 pelenų ketaus intarpų yra apie 43 milijonai MnS ir (MnFe) S intarpų, o intarpų dydis yra 2–23 mikro. Bendras inkliuzų kiekis yra mažesnis nei 0,01 procento ketaus svorio.
Kai sieros yra FeS arba trijų komponentų kokristale, kietėjimo procese ji atsiskiria skystojoje fazėje prie kokristalinio bloko sąsajos, trukdo bendrakristalų grupei augti ir padidina bendrakristalų kietėjimo peršalimą, taip padidindama ketaus baltumo tendenciją. Po sukietėjimo FeS arba trijų komponentų kokristalas, esantis ties kokristalų grupės riba, sumažins ketaus mechanines savybes ir padidins trapumą. Tai žalingas sieros poveikis.
Jei į ketų įpilama pakankamai mangano, kad būtų slopinama FeS gamyba ir susidarytų smulkus ir dispersinis sulfido intarpas, siera vaidins teigiamą ir naudingą vaidmenį formuojant grafito branduolį ir augant. REZULTATAI Ketaus mažas krištolas mažas, grafitas A tipo, baltos burnos nebus. Kad grafito lakšto forma būtų patenkinama, minimalus sieros kiekis pilkajame ketuje turi būti 0,06 proc. Sieros kiekis yra mažesnis už šią vertę, o grafito lakštų pasiskirstymas ketuje yra blogas, todėl lengva pagaminti baltą burną.
Pagrindinis mangano vaidmuo pilkajame ketuje yra sulaikyti sierą ir slopinti FeS susidarymą. Kadangi mangano ir sieros atominės masės santykis yra 1,71. Ketaus susidariusio mangano ir sieros MnS ekvivalentinis santykis yra 1,71. Mangn didesnis už pusiausvyrą, vadinamas