镍在铸铁中的作用及含镍铸铁

一、镍在铸铁中的作用     镍对铸铁组织的作用主要表现在以下方面：
(1) 镍是石墨化元素，在共晶转变时促进铁液按稳定系转变；
(2) 镍扩大奥氏体区，增加奥氏体的稳定性；
(3) 镍提高铸铁的淬透性，对于合金铸铁有助于获得以马氏体为主的基体组织；
(4) 镍细化晶体组织。
   在Fe-C-Ni三元合金中，镍的主要作用在于减小共晶体的含碳量，增大铁液按稳定系转变和介稳定系转变的温度区间，从而抑制了共晶转变时碳化物的析出，有效地减小了铸铁的白口倾向。
  二、镍奥氏体铸铁 
    含镍量13.5～36%的铸铁称为镍奥氏体铸铁。镍奥氏体铸铁的石墨组织可以是片状，也可以是球状。其基组织为单一的奥氏体加很少量的碳化物。由于镍奥氏体铸铁的基体组织为稳定的奥氏体相，因此是一种良好的耐热、耐蚀材料，也被用作低热膨胀系数材料、非磁性材料和低温高韧性材料。
    为了充分发挥镍奥氏体铸铁的潜力，镍奥氏体铸铁中通常含有少量其它元素。比如，常常加入铬、钼、铜等以提高其耐蚀性和耐磨性，加入铌以改善其焊接性，等等。
    镍奥氏体铸铁中的石墨球化以后，虽然对其耐腐蚀性影响不大，但是可以显著提高其抗磨蚀性。当腐蚀介质为悬浮固体颗粒时，选用D—2和D—3型镍奥氏体铸铁较为合适；当要求铸件具有抗热冲击性能时，应选择D—2、D—3、D—4型镍奥氏体铸铁；当需要高强度的同时要求低的热膨胀系数时，以D—5型为宜。 
        三、镍硬白口铸铁 
    由于镍具有提高铸铁淬透性的作用，因此可以在含铬铸铁中加入镍以提高其淬透性，获得无珠光体，以马氏体为主要基体组织的白口铸铁。这种同时含有镍铬的铸铁称为镍硬铸铁。镍硬铸铁主要有两种：
    一种含镍4%，含铬2%左右。这种镍硬铸铁的金相组织由M₃C型碳化物和马氏体与奥氏体的混合基体组成。
    另一种含镍6%，含铬9%左右。这种镍硬铸铁的碳化物主要是M₇C₃型。
    在镍硬铸铁中，由于镍的作用，铸件在型内冷却的条件下即可获得以马氏体为主的基体组织。但是镍降低M_S点，镍量过高会使基体组织中含有较多的奥氏体，使耐磨性下降。一般情况下，镍含量须根据铸件的壁厚以及热处理工艺确定。
    铬起拟制石墨化的作用，并影响碳化物的类型和形貌。
    硅在铸铁的一次结晶中有助于石墨化，在随后的冷却过程中又影响淬透性，因此硅量应尽量低。
    锰是稳定奥氏体的元素，其含量也要有所限制。