如何优化钼对球墨铸铁力学性能的影响？

（一） 钼对球墨铸铁基体组织的影响

由Fe—Mo相图得知，当钼为2．5%～3．0%时，封闭γ—Fe区，因而钼在很宽广的区域里溶解在α—Fe区。在Fe—C—Mo系中，钼提高AC3点，降低Ar1点。因为钼能减小Fe—C合金的临界冷却速度，因而可改善淬透性。

钼是形成碳化物能力较弱的元素。如果硅的石墨化系数是1，则钼的石墨化系数是-0．3。

图5-14　含铜量对铁素体球墨铸铁脆性转变温度的影响

在含钼较高时，会出现复杂的铁—碳化钼。当含钼量w（Mo）＞2．5%时，会出现特殊的碳化物。钼呈正偏析，在球墨铸铁凝固过程中，即使在含钼量w（Mo）＜1%的情况下，也会在共晶团边界出现含钼的碳化物，这种碳化物常与莱氏体共存，其外形有如鱼骨状。并且，它往往与磷相伴随，形成含钼的四元磷共晶。这种含钼碳化物一般是M6C型碳化物，它很稳定，以致长时间高温退火也不可能将其分解。

钼对石墨形态没有影响，加钼可使共晶团细化。

图5-15　钼对不同壁厚球墨铸铁基体组织的影响

[球墨铸铁成分w（C）=3．4%、w（Si）=2．2%、w（Mn）=0．6%、w（Mg）=0．03%]注：图中标注的数字是各种组织测得的布氏硬度值

钼是缩小奥氏体区的元素，同时又是强烈延缓奥氏体转变的元素。这种延缓作用涉及的是珠光体转变，而对于铁素体的形成，则相对影响较小。因此，在球墨铸铁中钼为0．1%～0．3%时，钼有促使形成铁素体的作用，它使铁素体圈（牛眼组织）增厚，并使 （在未加钼以前）主要是铁素体基体球墨铸铁中的珠光体数量减少。当含钼量增高时，则钼的铁素体化作用便与钼延缓奥氏体转变的作用抵消。再进一步增加含钼量，则将抑制珠光体的形成，得到贝氏体或马氏体组织。因此，在单加钼的球墨铸铁，可以同时出现铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体的混合基体组织。

图5-15示出含钼球墨铸铁组织分布图。从图5-15中可以看出，要得到完全贝氏体的基体组织，单靠加钼几乎是不可能的，必须采用钼与铜或者钼与镍复合加入（见图5-16）。

图5-16是钼与镍复合加入后球墨铸铁奥氏体等温转变图。由于钼的铁素体化作用，使原来的C形曲线，变成了S形曲线，其下部区域是贝氏体转变区域，在此区域保持足够的时间，就能得到贝氏体组织。

（二） 钼对球墨铸铁力学性能的影响(www.xing528.com)

钼对铸态铁素体和珠光体球墨铸铁力学性能的影响如图5-17所示。钼提高强度的作用，要比锰、铜明显得多。但此时，断后伸长率和冲击韧度则随着强度的提高而降低。对于铸态珠光体球墨铸铁来说，断后伸长率和冲击韧度下降的幅度较小，而屈服点提高的幅度却比抗拉强度提高的幅度要大，因而改善了屈服比。

图5-16　钼与镍复合加入后球墨铸铁的奥氏体等温转变图

表5-3示出钼对正火和回火后球墨铸铁力学性能的影响 （正火温度900℃，回火温度595℃；不含钼的回火时间为8h，含钼的回火时间为13h）。由表5-3可以看出，加钼可使屈服点有显著提高，断后伸长率下降，特别是对于壁厚25mm的Y形试块，断后伸长率几乎下降了1倍。

图5-17　钼对铸态铁素体和铸态珠光体球墨铸铁力学性能的影响

[冲击韧度试样尺寸为10mm×10mm×55mm，无缺口；图中的数字表示含钼量 （质量分数，%）]
（a）含钼量对球墨铸铁力学性能的影响；（b）试验温度对不同含钼量球墨铸铁的冲击韧度影响

单独加钼的质量分数在0．3%以下时，并不会使球墨铸铁的强度有明显提高，这是因为钼能轻度增加铁素体的数量。

在w（Mo）=0．8% ～1．0%时，会形成贝氏体与马氏体的混合组织，对力学性能不利。

钼可以防止回火脆性。这种回火脆性在铁素体、珠光体基体或经调质处理的球墨铸铁中均会出现，只要球墨铸铁在350～500℃范围内缓慢冷却或者在此温度长时间保温。这种回火脆性表现的形式就是脆性转变温度急剧升高，远远超过室温，呈脆性断口。

硅超过2．3%和含磷超过0．05%时，都会加剧回火脆性。为此，除了尽量降低含硅量与含磷量以外，通常采取的措施就是在500℃以上使铸件快速冷却，再有，最有效的措施就是附加质量分数为0．1%～0．3%的钼。

表5-3　钼对正火、 回火处理球墨铸铁力学性能的影响